teljesítmény, vannak:

• keretszűrési sebesség;
• a keretek promóciójának sebessége;
• áteresztőképesség;
• átviteli késleltetés keret.

Ezen kívül számos kapcsolókarakterisztikája van a legnagyobb hatással ezekre a teljesítményjellemzőkre. Ezek tartalmazzák:

• kapcsolási típus;
• a keretpuffer(ek) mérete;
• kapcsolási mátrix teljesítménye;
• a processzor vagy processzorok teljesítménye;
• méret kapcsolótáblák.

Szűrési sebesség és képkocka előrehaladási sebesség

A kapcsoló két fő teljesítményjellemzője a szűrés sebessége és a keret előrehaladása. Ezek a jellemzők integrált mutatók, és nem függenek a kapcsoló műszaki megvalósításától.

Szűrési sebesség

• keret fogadása a pufferében;
• egy keret elvetése, ha hibát találunk benne (az ellenőrző összeg nem egyezik, vagy a keret 64 bájtnál kisebb vagy 1518 bájtnál nagyobb);
• keret eldobása a hurkok elkerülése érdekében a hálózatban;
• keret eldobása a porton konfigurált szűrőknek megfelelően;
• nézegetése kapcsolótáblák a célport megkereséséhez a keret cél MAC-címe alapján, és eldobja a keretet, ha a keret forrása és célállomása ugyanahhoz a porthoz csatlakozik.

Szinte minden kapcsoló szűrési sebessége nem blokkoló – a kapcsolónak sikerül a képkockákat az érkezésük sebességével ejteni.

Továbbítási sebesség meghatározza, hogy a kapcsoló milyen sebességgel hajtja végre a következő keretfeldolgozási lépéseket:

• keret fogadása a pufferében;
• nézegetése kapcsolótáblák a célport megtalálása érdekében a keret címzettjének MAC-címe alapján;
• keretátvitel a hálózatba a megtalált szoftveren keresztül kapcsolóasztal uticél kikötője.

Mind a szűrési sebességet, mind az előrehaladási sebességet általában képkocka per másodpercben mérik. Ha a kapcsoló jellemzői nem határozzák meg, hogy melyik protokollhoz és milyen keretmérethez adják meg a szűrési és továbbítási sebességek értékeit, akkor alapértelmezés szerint ezek a mutatók az Ethernet protokollra és keretekre vonatkoznak. minimális méret, azaz 64 bájt hosszúságú keretek (preambulum nélkül), 46 bájt adatmezővel. A minimális hosszúságú keretek használata a kapcsoló feldolgozási sebességének fő mutatójaként azzal magyarázható, hogy az ilyen keretek mindig a legnehezebb működési módot hozzák létre a kapcsoló számára, összehasonlítva más formátumú keretekkel, amelyek átvitt felhasználói adatok átvitele azonos. Ezért egy kapcsoló tesztelésekor a minimális kerethosszúságot használják a legnehezebb tesztként, amelynek ellenőriznie kell, hogy a kapcsoló képes-e működni a forgalmi paraméterek legrosszabb kombinációjával.

Sávszélesség váltása (áteresztőképesség) A portokon keresztül időegység alatt továbbított felhasználói adatok mennyisége (megabitben vagy gigabitben/másodpercben) mérhető. Mivel a switch a kapcsolati rétegen működik, számára a felhasználói adatok azok az adatok, amelyeket a kapcsolati réteg protokollok - Ethernet, Fast Ethernet stb. - kereteinek adatmezőjében hordoznak. A kapcsoló átviteli sebességének maximális értékét mindig eléri. a maximális hosszúságú kereteken, mivel amikor Ebben az esetben a keret többletköltségeinek aránya jóval alacsonyabb, mint a minimális hosszúságú kereteknél, és a felhasználói információ egy bájtjára jutó idő, amíg a kapcsoló keretfeldolgozási műveleteket hajt végre. Kevésbé. Ezért egy kapcsoló blokkolhat a minimális kerethosszon, de még mindig nagyon jó átviteli teljesítménnyel rendelkezik.

Keret átviteli késleltetés (további késleltetés) a keret első bájtjának a kapcsoló bemeneti portjához való megérkezésétől addig eltelt időként mérik, amíg ez a bájt megjelenik a kimeneti portján. A késleltetés a keret bájtjainak pufferelésével, valamint a keret kapcsoló általi feldolgozásával, azaz megtekintésével eltöltött idő összege. kapcsolótáblák, továbbítási döntés meghozatala és hozzáférés a kimenő port környezethez.

A kapcsoló által bevezetett késleltetés mértéke a benne alkalmazott kapcsolási módtól függ. Ha a kapcsolást pufferelés nélkül hajtják végre, akkor a késleltetések általában kicsik és 5-40 µs, teljes keretes puffereléssel pedig 50-200 µs (minimális hosszúságú képkockák esetén).

A kapcsolóasztal mérete

Maximum kapacitás kapcsolótáblák meghatározza a MAC-címek maximális számát, amelyet a kapcsoló egyidejűleg működtethet. BAN BEN kapcsolóasztal minden porthoz mind a dinamikusan tanult MAC-címek, mind a hálózati rendszergazda által létrehozott statikus MAC-címek tárolhatók.

A tárolható MAC-címek maximális számának értéke kapcsolóasztal, a kapcsoló alkalmazásától függ. A D-Link kapcsolók munkacsoportokhoz és kis irodákhoz általában támogatják az 1K–8K MAC-címtáblázatot. A nagy munkacsoportos kapcsolók 8K-tól 16K-ig terjedő MAC-címtáblázatokat támogatnak, míg a hálózati gerinckapcsolók általában 16-64 000 vagy több címet támogatnak.

Elégtelen kapacitás kapcsolótáblák a váltás lelassulását és a hálózat eltömődését okozhatja a túlzott forgalom miatt. Ha a kapcsolótábla megtelt, és a port új forrás MAC-címet talál egy bejövő keretben, a kapcsoló nem tudja azt táblázatba foglalni. Ebben az esetben az erre a MAC-címre küldött válaszkeret az összes porton (kivéve a forrásportot) keresztül kerül elküldésre, pl. áradást fog okozni.

Keret puffer mérete

A keretek ideiglenes tárolására olyan esetekben, amikor azokat nem lehet azonnal átvinni a kimeneti portra, a kapcsolók a megvalósított architektúrától függően pufferekkel vannak felszerelve a bemeneti, kimeneti portokon vagy egy közös pufferrel az összes porthoz. A puffer mérete mind a keretkésleltetést, mind a csomagvesztési arányt befolyásolja. Ezért minél nagyobb a puffermemória mennyisége, annál kisebb a képkockák elvesztésének valószínűsége.

Általában a hálózat kritikus részein való működésre tervezett kapcsolók portonként több tíz vagy több száz kilobájt puffermemóriával rendelkeznek. Az összes portra jellemző puffer általában több megabájt méretű.

A gigabites hozzáférés témája egyre aktuálisabb, különösen most, amikor a verseny erősödik, az ARPU csökken, és a 100 Mbps-os tarifák sem meglepőek. Régóta fontolgattuk a gigabites hozzáférésre való átállás kérdését. Taszítja a berendezések ára és a kereskedelmi megvalósíthatóság. De a versenytársak nem alszanak, és amikor még a Rostelecom is elkezdett 100 Mbps-nál nagyobb tarifákat kínálni, rájöttünk, hogy nem várhatunk tovább. Ráadásul a gigabites port ára jelentősen csökkent, és egyszerűen veszteségessé vált egy FastEthernet switch telepítése, amelyet néhány éven belül még mindig gigabitesre kell cserélni. Ezért elkezdtek egy gigabites kapcsolót választani a hozzáférési szinten való használatra.

Áttekintettük a gigabites kapcsolók különböző modelljeit, és két olyan mellett döntöttünk, amelyek paraméterei szerint a legmegfelelőbbek, ugyanakkor költségvetési elvárásainknak megfelelnek. Ezek a Dlink DGS-1210-28ME és .

Keret

Az SNR teste vastag, strapabíró fémből készült, ami miatt nehezebb, mint a „versenytárs”. A D-link vékony acélból készült, ami súlymegtakarítást eredményez. Azonban kisebb szilárdsága miatt érzékenyebbé teszi a külső hatásokra.

A D-link kompaktabb: mélysége 14 cm, míg az SNRé 23 cm.Az SNR tápcsatlakozó az előlapon kapott helyet, ami kétségtelenül megkönnyíti a telepítést.

Áramforrás

D-link tápegység

SNR tápegység

Annak ellenére, hogy a tápegységek nagyon hasonlóak, mégis találtunk különbségeket. A D-link tápegység gazdaságosan készült, talán túlságosan is - a táblán nincs lakkbevonat, a bemeneten és a kimeneten minimális az interferencia elleni védelem. Emiatt a Dlink szerint félő, hogy ezek az árnyalatok befolyásolják a kapcsoló túlfeszültség-érzékenységét, valamint a változó páratartalom és poros körülmények közötti működést.

Kapcsolótábla

Mindkét tábla igényesen készült, a beépítésre nem lehet panasz, viszont az SNR jobb textolittal rendelkezik, a tábla pedig ólommentes forrasztási technológiával készült. Itt persze nem arról van szó, hogy az SNR kevesebb ólmot tartalmaz (ahogy Oroszországban senkit nem lehet megijeszteni), hanem arról, hogy ezeket a kapcsolókat modernebb vonalon gyártják.

Ezen kívül ismét, mint a tápok esetében, a lakkon spórolt D-link. Az SNR táblán lakkbevonat található.

Nyilvánvalóan ez arra utal, hogy a D-link hozzáférési kapcsolók munkakörülményeinek eleve kiválónak kell lenniük - tisztanak, száraznak, hűvösnek... nos, mint mindenki másnak. ;)

Hűtés

Mindkét kapcsoló passzív hűtőrendszerrel rendelkezik. A D-link nagyobb radiátorokkal rendelkezik, és ez egy határozott plusz. Az SNR-nek azonban szabad helye van a tábla és a hátsó fal között, ami pozitív hatással van a hőelvezetésre. További árnyalat a chip alatt található hőlevezető lemezek jelenléte, amelyek elvezetik a hőt a kapcsolóháztól.

Elvégeztünk egy kis tesztet - normál körülmények között mértük a hűtőborda hőmérsékletét a chipen:

• A kapcsolót egy asztalra helyezzük szobahőmérsékleten 22 C,
• 2 SFP modul telepítve,
• 8-10 percet várunk.

A teszteredmények meglepőek voltak – a D-link 72°C-ra melegedett, míg az SNR csak 63°C-ot érte el. Hogy a nyári melegben mi lesz a D-linkdel egy szorosan összepakolt dobozban, arra jobb nem gondolni.

Hőmérséklet a D-linken 72 fok

SNR 61 C-on a repülés normális

villámvédelem

A kapcsolók különféle villámvédelmi rendszerekkel vannak felszerelve. A D-link gázlevezetőket használ. Az SNR varisztorral rendelkezik. Mindegyiknek megvannak a maga előnyei és hátrányai. A varisztorok válaszideje azonban jobb, és ez jobban védi magát a kapcsolót és a hozzá kapcsolódó előfizetői eszközöket.

Összegzés

A D-linktől minden alkatrészen – a tápegységen, a táblán, a házon – gazdaságosság érződik. Ezért ebben az esetben egy számunkra előnyösebb termék benyomását kelti.

Bármi Rendszergazda előbb-utóbb a vállalkozás helyi hálózatának kiépítése vagy korszerűsítése vár rá. Ezt a kérdést nagyon komolyan és alaposan kell megközelíteni, mert. ezen múlik a további gondtalan munka.

Hogyan válasszunk kapcsolót feladataikért, hogy ne vegyenek újat?

Kapcsoló vagy közösen kapcsoló egy olyan hálózati eszköz, amely több számítógépet egyetlen helyi hálózatba köt össze. A modern kapcsolóknak nagyon sok funkciója van, amelyek nagyban megkönnyíthetik további munka admin. A kapcsolók helyes megválasztásától függ a teljes helyi hálózat és a vállalat egészének működése.

Választáskor hálózati berendezések a kezdő rendszergazda számos homályos megjelöléssel és támogatott protokollal szembesül. Ez az útmutató azért készült, hogy pótolja ezt a tudáshézagot kezdőknek.

Bevezető információk

Sokan még mindig nem látják a különbséget a kapcsoló és a hub között. Felismerve, hogy a téma már sokszor szóba került, mégis ezzel akartam kezdeni.

A kapcsolók esetében ez a szabály már nem releváns, mert. még modern kapcsolók is belépő szint a munka során a MAC-címek listájának beírásával kapcsolótáblát alakítanak ki, és ennek megfelelően adatátvitelre kerül sor. Minden kapcsoló rövid működési idő után "tudja", hogy a hálózat egyes számítógépei melyik porton találhatók.

Az első bekapcsoláskor a kapcsolótábla üres, és a kapcsoló tanulási módban kezd működni. Tanuló módban a switch működése megegyezik a hub működésével: a switch az egyik porton beérkező adatokat fogadva azokat az összes többi portra továbbítja. Ekkor a kapcsoló elemzi az összes áthaladó portot, és ennek eredményeként összeállít egy kapcsolási táblázatot.

Jellemzők, amelyeket figyelembe kell venni a kapcsoló kiválasztásakor

A megfelelő választáshoz kapcsoló vásárlásakor meg kell értenie a gyártó által feltüntetett összes jelölést. Még a legolcsóbb eszköz megvásárlásakor is észreveheti a támogatott szabványok és funkciók széles listáját. A hálózati berendezések minden gyártója megpróbálja feltüntetni a jellemzőket, amennyire csak lehetséges több funkciót hogy ezáltal megkülönböztesse termékét a versenytársaktól, és növelje a végső költséget.

A kapcsolók közös jellemzői:

• Portok száma. Azon portok teljes száma, amelyekhez különféle hálózati eszközök csatlakoztathatók.

  A portok száma 5 és 48 között van.

• Alap adatátviteli sebesség. Ez az a sebesség, amellyel az egyes kapcsolóportok működnek. Általában több sebesség van feltüntetve, pl. 10/100/1000 Mbps. Ez azt jelzi, hogy a port minden megadott sebességen képes működni. A legtöbb esetben a kapcsoló támogatja az IEEE 802.3 Nway automatikus portsebességet.

  A kapcsoló kiválasztásakor vegye figyelembe a hozzá csatlakozó felhasználók természetét.

• Belső sávszélesség. Ez a paraméter önmagában nem játszik nagy szerepet. A megfelelő kapcsoló kiválasztásához csak párban kell figyelni a kapcsoló összes portjának maximális maximális sebességével (ez az érték egymástól függetlenül kiszámítható, ha a portok számát megszorozzuk a port alapsebességével). E két érték összehasonlításával értékelheti a kapcsoló teljesítményét csúcsterhelés idején, amikor az összes csatlakoztatott felhasználó maximalizálja a hálózati kapcsolatot.

  Például egy 16 portos switchet használ 100 Mb/s sebességgel, 1 Gb/s átviteli sebességgel. Csúcsidőben 16 port tud majd annyi információt továbbítani, mint:

  16x100 = 1b00 (Mb/s) = 1,6 (Gb/s)

  A kapott érték kisebb, mint magának a kapcsolónak a sávszélessége. Egy ilyen váltás a legtöbb esetben alkalmas egy kis szervezetnél, ahol a gyakorlatban a fenti helyzet rendkívül ritkán fordul elő, de nem alkalmas olyan szervezetre, ahol nagy mennyiségű információ kerül továbbításra.

  A megfelelő kapcsoló kiválasztásához ne feledje, hogy a valóságban a belső áteresztőképesség nem mindig felel meg a gyártó által megadott értéknek.

• Automatikus egyeztetés a Full-duplex vagy a Half-duplex módok között. Full-duplex módban az adatok átvitele egyszerre két irányban történik. Félduplex módban az adatok egyszerre csak egy irányba továbbíthatók. Az üzemmódok közötti automatikus egyeztetés funkció elkerüli a különböző módok különböző eszközökön történő használatával kapcsolatos problémákat.
• Automatikus MDI/MDI-X kábeltípus felismerés. Ez a funkció automatikusan meghatározza, hogy a sodrott érpárú kábel melyik szabványhoz volt "préselve", lehetővé téve, hogy ez a 2 szabvány ugyanazon a LAN-on működjön.

Alapértelmezett MDI:


Alapértelmezett MDI-X:


• Uplink port elérhető. Az Uplink port lépcsőzetes kapcsolókhoz, pl. két kapcsoló összekapcsolása. Ezek csatlakoztatásához keresztkábelt használtak. Most ilyen portok csak régebbi kapcsolókon vagy meghatározott berendezéseken találhatók. Nagyjából a modern kapcsolókban minden port Uplinkként működik.
• Halmozás. A kapcsolók egymásra helyezése több kapcsoló egyetlen logikai eszközzé történő kombinációjára utal. Ha sok porttal (több mint 48 porttal) rendelkező kapcsolót kap, ajánlatos egymásra helyezni. Különböző kapcsológyártók saját fejlesztésű stacking technológiáikat alkalmazzák, például a Cisco a StackWise stackolási technológiát (32 Gbps busz a switchek között) és a StackWise Plus (64 Gbps busz a switchek között).

  A kapcsoló kiválasztásakor előnyben kell részesíteni a halmozást támogató eszközöket, mert. ez a funkció hasznos lehet a jövőben.

• Rackbe szerelhető. Ez azt jelenti, hogy a kapcsoló beépíthető állványba vagy vezetékszekrénybe. A legelterjedtebbek a 19 hüvelykes szekrények és állványok, amelyek a modern hálózati berendezések íratlan szabványává váltak.

  Többség modern eszközök rendelkezik ilyen támogatással, ezért a kapcsoló kiválasztásakor nem szabad erre a nagy figyelmet fordítani.

• A bővítőhelyek száma. Egyes kapcsolók több bővítőhelyet is tartalmaznak további interfészek fogadására. A csavart érpárt és optikai interfészt használó gigabites modulok, amelyek képesek adatátvitelre száloptikás kábelen, további interfészként működnek.
• MAC cím táblázat mérete. Ez annak a kapcsolótáblának a mérete, amely a talált MAC-címeket egy adott kapcsolóporthoz rendeli hozzá. Ha nincs elég hely a kapcsolótáblában, akkor a hosszabb ideje nem használt MAC-címek felülíródnak. Ha a hálózatban lévő számítógépek száma jóval nagyobb, mint a táblázat mérete, akkor észrevehetően csökken a kapcsoló teljesítménye, mert minden új MAC-címnél a rendszer megkeres egy számítógépet, és egy jelölést ad a táblázatba.

  A kapcsoló kiválasztásakor vegye figyelembe a számítógépek hozzávetőleges számát és a kapcsoló MAC-címtáblázatának méretét.

• áramlásszabályozás(Áramlásszabályozás). Az IEEE 802.3x áramlásvezérlés védelmet nyújt a hálózaton áthaladó csomagvesztés ellen. Például egy csúcsterhelés alatti kapcsoló, amely nem képes megbirkózni az adatáramlással, puffer túlcsordulási jelet küld a küldő eszköznek, és felfüggeszti az adatok fogadását. Az ilyen jelet fogadó küldő eszköz leállítja az adatátvitelt mindaddig, amíg a kapcsoló pozitív választ nem kap a folyamat folytatására. Így a két eszköz mintegy "megegyezik" egymással, hogy mikor kell adatot továbbítani, és mikor nem.

  Mivel ez a funkció szinte minden modern kapcsolóban megtalálható, ezért nem kell hangsúlyozni a kapcsoló kiválasztásánál.

• jumbo keret. Ennek a funkciónak a jelenléte lehetővé teszi, hogy a kapcsoló az Ethernet szabványban meghatározottnál nagyobb csomagmérettel működjön.

  Minden egyes csomag beérkezése után egy kis időt töltenek azok feldolgozásával. Ha megnövelt csomagméretet használ a Jumbo Frame technológiával, jelentősen megtakaríthatja a csomagfeldolgozási időt azokban a hálózatokban, ahol 1 Gb / s vagy nagyobb adatátviteli sebességet használnak. Alacsonyabb sebességnél nem szabad nagy győzelemre számítani.

  A Jumbo Frame technológia csak két olyan eszköz között működik, amelyek támogatják.

  A kapcsoló kiválasztásakor ne erre a funkcióra összpontosítson, mert. szinte minden készülékben jelen van.

• Power over Ethernet (PoE). Ez a technológia az elektromos áramot továbbítja a kapcsoló táplálására, nem használt csavart érpárú vezetékeken. IEEE 802.af szabvány.
• Beépített villámvédelem. Egyes gyártók villámvédelmi technológiát építenek be kapcsolóikba. Az ilyen kapcsolót földelni kell, különben ennek a kiegészítő funkciónak a jelentése eltűnik.

Olvasson új hardverekről, számítástechnikai cégek híreiről, és maradjon naprakész a legújabb eredményekről.

Milyen kapcsolók vannak?

Amellett, hogy minden létező switch különbözik a portok számában (5, 8, 16, 24 és 48 port stb.) és az adatátviteli sebességben (100Mb/s, 1Gb/s és 10Gb/s stb.) , A kapcsolók a következőkre is oszthatók:

1. Nem kezelt kapcsolók egyszerű, önálló eszközök, amelyek önállóan kezelik az adatátvitelt, és nem rendelkeznek kézi vezérlőeszközzel. A nem menedzselt kapcsolók egyes modelljei beépített felügyeleti eszközökkel rendelkeznek (például néhány Compex kapcsoló).

   Az ilyen switcheket legszélesebb körben az "otthoni" LAN-okban és a kisvállalkozásokban használják, amelyek fő előnye az alacsony ár, ill. offline munka emberi beavatkozás nélkül.

   A nem menedzselt kapcsolók hátránya a felügyeleti eszközök hiánya és az alacsony belső teljesítmény. Ezért nem ésszerű a nem menedzselt switchek alkalmazása nagyvállalati hálózatokban, mivel egy ilyen hálózat adminisztrációja hatalmas emberi erőfeszítést igényel, és számos jelentős megszorítást támaszt.

2. Kezelt kapcsolók- ezek fejlettebb eszközök, amelyek automata üzemmódban is működnek, de emellett kézi vezérlésűek. A kézi vezérlés lehetővé teszi a kapcsoló működésének nagyon rugalmas konfigurálását, és megkönnyíti a rendszergazda életét.

   A menedzselt kapcsolók fő hátránya az ár, amely magának a kapcsolónak a képességeitől és teljesítményétől függ.

Abszolút minden kapcsoló szintekre osztható. Minél magasabb a szint, annál bonyolultabb az eszköz, és ezért drágább. A kapcsoló szintjét az a réteg határozza meg, amelyen működik. hálózati modell OSI.

A megfelelő kapcsoló kiválasztásához el kell döntenie, hogy milyen hálózati szinten kell adminisztrálnia a LAN-t.

A kapcsolók szint szerinti szétválasztása:

1. 1. réteg kapcsoló (1. réteg). Ez magában foglalja az összes olyan eszközt, amely az OSI hálózati modell 1. rétegében működik - fizikai szinten. Ilyen eszközök az átjátszók, hubok és egyéb olyan eszközök, amelyek egyáltalán nem, hanem jelekkel dolgoznak. Ezek az eszközök úgy továbbítják az információkat, mintha vizet öntenének. Ha van víz, akkor öntik tovább, ha nincs víz, akkor várnak. Ilyen eszközöket már régóta nem gyártottak, és meglehetősen nehéz megtalálni őket.
2. 2. réteg kapcsoló (2. réteg). Ez magában foglalja az összes olyan eszközt, amely az OSI hálózati modell 2. rétegében működik - link réteg. Ezek az eszközök tartalmazzák az összes nem felügyelt kapcsolót és a felügyelt kapcsolók egy részét.

   A 2. rétegbeli kapcsolók az adatokkal nem folyamatos információáramlásként működnek (az 1. réteg kapcsolói), hanem úgy, mint különálló információkkal - keretekkel ( keret vagy jarg. keretek). Képesek a fogadott keretek elemzésére és a keret küldői és címzettjei eszközeinek MAC-címeivel dolgozni. Az ilyen kapcsolók "nem értik" a számítógépek IP-címét, számukra minden eszközt MAC-címek formájában neveznek el.

   A 2. rétegbeli kapcsolók kapcsolási táblázatokat állítanak össze, amelyek az általuk talált hálózati eszközök MAC-címét meghatározott kapcsolóportokhoz rendelik hozzá.

   A 2. rétegbeli kapcsolók támogatják a protokollokat:

   
   
3. 3. réteg kapcsoló (3. réteg). Ez magában foglalja az összes olyan eszközt, amely az OSI hálózati modell 3. rétegében működik - hálózati réteg. Ezek az eszközök magukban foglalják az összes útválasztót, a felügyelt kapcsolók egy részét, valamint minden olyan eszközt, amely különféle hálózati protokollokkal működik: IPv4, IPv6, IPX, IPsec stb. A Layer 3 switcheket célszerűbb nem a switchek, hanem a routerek kategóriájához rendelni, hiszen ezek az eszközök már teljes mértékben képesek az átmenő forgalmat a különböző hálózatok között irányítani. A Layer 3 kapcsolók teljes mértékben támogatják a Layer 2 kapcsolók összes funkcióját és szabványát. IP-címek alapján működhetnek a hálózati eszközökkel. A Layer 3 kapcsoló különféle kapcsolatokat támogat: pptp, pppoe, vpn stb.
4. 4. réteg kapcsoló (4. réteg). Ez magában foglalja az összes olyan eszközt, amely az OSI hálózati modell 4. rétegében működik - szállítóréteg. Ezek az eszközök fejlettebb útválasztókat tartalmaznak, amelyek már képesek együttműködni az alkalmazásokkal. A 4. rétegbeli kapcsolók a csomagfejlécekben található információkat használnak, és a protokollverem 3. és 4. rétegére hivatkoznak, mint például a forrás és cél IP-címek, az alkalmazási munkamenetek kezdetét és végét jelző SYN/FIN bitek, valamint a TCP/UDP port. számok a különböző alkalmazásokhoz tartozó forgalom azonosítására. Ezen információk alapján a 4. rétegbeli kapcsolók intelligens döntéseket hozhatnak arról, hogy melyik munkamenet-forgalmat továbbítsák.

A megfelelő kapcsoló kiválasztásához el kell képzelnie a jövőbeli hálózat teljes topológiáját, ki kell számítania a felhasználók hozzávetőleges számát, ki kell választania az adatátviteli sebességet a hálózat egyes szakaszaihoz, és el kell kezdenie az eszközök kiválasztását egy adott feladathoz.

Kapcsolókezelés

Az intelligens kapcsolók többféle módon kezelhetők:

• keresztül SSH hozzáférés. A felügyelt switch-hez való csatlakozás a biztonságos SSH protokollon keresztül történik különböző kliensek (putty, gSTP stb.) segítségével. A konfiguráció a kapcsoló parancssorán keresztül történik.
• keresztül Telnet hozzáférés a kapcsolókonzol portjához. A felügyelt kapcsolóhoz való csatlakozás a Telnet protokoll használatával történik. Ennek eredményeként hozzáférünk a kapcsoló parancssorához. Az ilyen hozzáférés használata csak a kezdeti beállítás során indokolt, mivel a Telnet egy nem biztonságos adatátviteli csatorna.
• keresztül Webes felület. A konfiguráció webböngészőn keresztül történik. A legtöbb esetben a webes felületen keresztül történő konfigurálás nem teszi lehetővé a hálózati berendezések összes funkciójának használatát, amelyek teljes mértékben csak parancssori módban állnak rendelkezésre.
• protokollon keresztül SNMP. Az SNMP egy egyszerű hálózatkezelési protokoll.

  A hálózati rendszergazda egyszerre több hálózati eszközt is vezérelhet és konfigurálhat a számítógépéről. A protokoll egységesítésének és szabványosításának köszönhetően lehetővé válik a hálózat összes fő összetevőjének központi ellenőrzése és konfigurálása.

A megfelelő felügyelt kapcsoló kiválasztásához ügyeljen az SSH-hozzáféréssel és az SNMP protokollal rendelkező eszközökre. A webes felület kétségtelenül megkönnyíti a kapcsoló kezdeti beállítását, de szinte mindig kevesebb funkcióval rendelkezik, mint a parancssor, így jelenléte üdvözlendő, de nem kötelező.

Véletlenszerű 7 cikk.

Miután a kapcsolási technológia felkeltette az általános érdeklődést, és magas szakmai értékelést kapott, sok cég elkezdte ezt a technológiát bevezetni készülékeibe, különféle műszaki megoldásokat alkalmazva erre. Számos első generációs kapcsoló hasonlított a routerekhez, vagyis egy általános célú központi feldolgozó egységre épült, amely egy belső nagysebességű buszon keresztül csatlakozik az interfész portokhoz. Ezek azonban inkább a cég saját kapcsolási technológiájának fejlesztésére szánt próbaeszközök voltak, nem pedig a piac meghódítására.

Az ilyen kapcsolók fő hátránya az alacsony sebesség volt. Egy általános célú processzor nem tudott megbirkózni az interfészmodulok közötti keretek küldésére irányuló nagy mennyiségű speciális művelettel.

A kapcsolási műveletek felgyorsításához speciális processzorokra volt szükség speciális kommunikációs lehetőségekkel, mint az első Kalpana switch-ben, és hamarosan megjelentek. A kapcsolók mostantól egyedi tervezésű LSI-ket használnak, amelyek az alapvető kapcsolási műveletekre vannak optimalizálva. Gyakran több speciális LSI-t használnak egy kapcsolóban, amelyek mindegyike a műveletek funkcionálisan teljes részét hajtja végre.

Jelenleg a kapcsolók a három séma egyikét használják a blokkjaik vagy moduljaik interakciójára alapként:

♦ kapcsolási mátrix;

♦ megosztott többbemenetes memória;

♦ közös busz.

Ezt a három interakciós módot gyakran egy kapcsolóban kombinálják.

Switch Fabric kapcsolók

A kapcsolómátrix a fő és leggyorsabb módja a portprocesszorok interakciójának, ezt valósították meg az első ipari switch-ben. helyi hálózatok. A mátrix megvalósítása azonban csak bizonyos számú portra lehetséges, és az áramkör bonyolultsága a kapcsolóportok számának négyzetével arányosan nő.

A mátrix három szintű bináris kapcsolóból áll, amelyek a bemenetüket a címkebit értékétől függően két kimenet egyikéhez kötik. Az első szintkapcsolókat a címke első bitje, a másodikat a második, a harmadikat a harmadik bit vezérli.

A mátrix más módon is megvalósítható, más típusú kombinációs áramkörök alapján, de jellemzője továbbra is a fizikai csatornaváltás technológiája. Ennek a technológiának közismert hátránya a kapcsolómátrixon belüli adatpufferelés hiánya - ha a kimeneti port vagy a közbenső kapcsolóelem foglaltsága miatt nem építhető kompozit csatorna, akkor az adatokat a forrásukban kell felhalmozni, ebben az esetben a keretet fogadó port bemeneti blokkjában.

Közös buszkapcsolók

A megosztott buszkapcsolók nagy sebességű, időmegosztó buszt használnak a portprocesszorokkal való kommunikációhoz. Ez a switch architektúra univerzális processzorra épül, de abban különbözik, hogy itt a busz passzív, és a speciális portprocesszorok aktív szerepet játszanak.

Ahhoz, hogy a busz ne legyen a kapcsoló szűk keresztmetszete, teljesítményének legalább N/2-szer nagyobbnak kell lennie, mint a portprocesszorok bemeneti blokkjaiba érkező adatok sebessége. Ezenkívül a keretet kis részletekben, egyenként több bájtban kell továbbítani a buszon, hogy a keretek átvitele több port között pszeudo-párhuzamos módban történjen, anélkül, hogy késéseket okozna a keret egészének átvitelében. Egy ilyen adatcella méretét a kapcsoló gyártója határozza meg. Egyes gyártók, mint például a LANNET (ma a Madge Networks részlege), az ATM cellát választották a 48 bájtos adatmezővel, mint egyetlen buszműveletben továbbított adatot. Ez a megközelítés megkönnyíti a LAN-protokollok ATM-protokolllá történő fordítását, ha a switch támogatja ezeket a technológiákat.

A processzor bemeneti blokkja a buszon átvitt cellában egy címkét helyez el, amely jelzi a célport számát. Minden portprocesszor kimeneti blokk tartalmaz egy címkeszűrőt, amely kiválasztja az adott porthoz szánt címkéket.

A busz a kapcsolómátrixhoz hasonlóan nem tud közbenső pufferelést végrehajtani, de mivel a keretadatok kis cellákra vannak osztva, egy ilyen sémában nincs késés a kimeneti port elérhetőségére való kezdeti várakozás során.

Megosztott memória kapcsolók

A harmadik alapvető port kommunikációs architektúra a két bemenetű megosztott memória.

A portprocesszorok bemeneti blokkjai az osztott memória kapcsolt bemenetére, ugyanezen processzorok kimeneti blokkjai pedig ennek a memóriának a kapcsolt kimenetére csatlakoznak. Az osztott memória bemenetének és kimenetének váltását a kimeneti port sorkezelő vezérli. Az osztott memóriában a kezelő több adatsort szervez, mindegyik kimeneti porthoz egyet. A bemeneti processzorblokkok kéréseket küldenek a portkezelőnek, hogy írjon adatokat a port sorába, amely megfelel a csomag célcímének. A menedzser pedig a memória bemenetet a processzorok egyik bemeneti blokkjához köti, és a keretadatok egy részét átírja egy bizonyos kimeneti port sorába. Ahogy a sorok megtelnek, a menedzser felváltva kapcsolja a megosztott memória kimenetét a portprocesszorok kimeneti blokkjaihoz, és a sorból származó adatok átíródnak a processzor kimeneti pufferébe.

A memóriának elég gyorsnak kell lennie ahhoz, hogy támogassa a kapcsoló N portja közötti adatgyűjtési sebességet. A megosztott puffermemória használata, amelyet a menedzser rugalmasan oszt el az egyes portok között, csökkenti a portprocesszor puffermemóriájának méretére vonatkozó követelményeket.

Kombinált kapcsolók

A leírt architektúrák mindegyikének megvannak a maga előnyei és hátrányai, ezért ezeket az architektúrákat gyakran egymással kombinálva használják összetett kapcsolókban.

A kapcsoló fix számú (2-8) porttal rendelkező modulokból áll, amelyek egy speciális LSI (ASIC) alapján készülnek, amely megvalósítja a kapcsolómátrix architektúráját. Ha a portok, amelyek között az adatkeretet továbbítani kell, ugyanahhoz a modulhoz tartoznak, akkor a keretet a modul processzorai továbbítják a modulban elérhető kapcsolási mátrix alapján. Ha a portok különböző modulokhoz tartoznak, akkor a processzorok közös buszon kommunikálnak. Ezzel az architektúrával a modulon belüli keretátvitel leggyakrabban gyorsabb, mint a modulok közötti átvitel, mivel a kapcsolószövet a leggyorsabb, bár a legkevésbé skálázható módja a portok kommunikációjának. A kapcsolók belső buszsebessége elérheti a több Gb / s-ot, a legerősebb modelleknél pedig a 10-14 Gb / s-ot.

Elképzelhető más módszerek is az architektúrák kombinálására, például megosztott memóriamodulok használata az interakcióhoz.

Moduláris és Stack kapcsolók

Szerkezetileg a kapcsolók a következőkre oszthatók:

♦ önálló kapcsolók fix számú porttal;

♦ moduláris alváz alapú kapcsolók;

♦ kapcsolók fix számú porttal, egymásra rakva.

Az első típusú kapcsolók általában kis munkacsoportok szervezésére szolgálnak.

A ház alapú moduláris switcheket leggyakrabban hálózati gerinchálózati alkalmazásokhoz tervezték. Ezért ezeket valamilyen kombinált séma alapján hajtják végre, amelyben a modulok interakciója egy nagy sebességű buszra vagy egy nagy méretű gyors megosztott memória alapján szerveződik. Egy ilyen kapcsoló moduljai a „hot swap” technológián alapulnak, azaz menet közben, a switch kikapcsolása nélkül cserélhetők, hiszen a hálózat központi kommunikációs eszközének nem szabad megszakadnia. Az alváz általában redundáns tápegységekkel és redundáns ventilátorokkal van felszerelve ugyanerre a célra. Általában az ilyen kapcsolók csúcsminőségű útválasztókra vagy vállalati többfunkciós hubokra hasonlítanak, így néha a kapcsolómodulokon kívül átjátszó- vagy útválasztó modulokat is tartalmaznak.

Technikai szempontból a veremkapcsolók különösen érdekesek. Ezek az eszközök önállóan működő kapcsolók, mivel külön tokban készülnek, de speciális interfészekkel rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik, hogy közös rendszer amely egyetlen kapcsolóként működik. Ebben az esetben az egyes kapcsolókról azt mondják, hogy egy halmot alkotnak.

Ez a speciális interfész általában egy nagy sebességű busz, amely lehetővé teszi az egyes alvázak modulokként való kombinálását egy házalapú kapcsolóban. Mivel a tokok közötti távolságok nagyobbak, mint a vázon lévő modulok között, a busz átváltási sebessége általában alacsonyabb, mint a moduláris kapcsolóké: 200-400 Mb / s. A veremkapcsolók közötti nem túl magas átváltási arány annak is köszönhető, hogy a veremkapcsolók általában egy köztes pozíciót foglalnak el a fix számú porttal rendelkező kapcsolók és a házalapú kapcsolók között. A veremkapcsolókat munkacsoportok és részlegek hálózatainak létrehozására használják, így nincs igazán szükségük ultranagy sebességű cserebuszokra, és nem felelnek meg az árkategóriájuknak.

A Cisco más megközelítést dolgozott ki a veremszervezéshez. Catalyst 3000 kapcsolója (korábbi nevén EtherSwitch Pro Stack) szintén rendelkezik egy dedikált, 280 Mb/s-os nagy sebességű stack interfésszel, de a kapcsolókat nem egymáshoz köti, hanem egy különálló, 8x8-as kapcsolási mátrixot tartalmazó eszközhöz köti, ami magasabbat szervez. -teljesítménycsere bármely kapcsolópár között.

Kapcsoló teljesítményspecifikációi

A kapcsoló főbb jellemzői, amelyek a teljesítményét mérik:

♦ szűrési sebesség;

♦ útválasztási sebesség (továbbítás);

♦ áteresztőképesség;

♦ keretátviteli késleltetés.

Ezen kívül számos kapcsolókarakterisztikája van a legnagyobb hatással ezekre a teljesítményjellemzőkre. Ezek tartalmazzák:

♦ a keretpuffer(ek) mérete;

♦ belső busz teljesítménye;

♦ a processzor vagy processzorok teljesítménye;

♦ a belső címtábla mérete.

Szűrési sebesség és promóciós sebesség

A kapcsoló két fő teljesítményjellemzője a szűrés sebessége és a keret előrehaladása. Ezek a jellemzők integrált mutatók, nem függenek a kapcsoló műszaki megvalósításától.

A szűrési sebesség határozza meg, hogy a kapcsoló milyen sebességgel hajtja végre a következő keretfeldolgozási lépéseket:

♦ keret fogadása a saját pufferében,

♦ egy keret megsemmisítése, mert a célportja megegyezik a forrásportjával.

A továbbítási sebesség határozza meg, hogy a kapcsoló milyen sebességgel hajtja végre a következő keretfeldolgozási lépéseket:

♦ keret fogadása a saját pufferében,

♦ keresse meg a címtáblázatot, hogy megtalálja a keret célcímének portját,

♦ keretátvitel a hálózatba a címtáblázatban található célporton keresztül.

Mind a szűrési sebességet, mind az előrehaladási sebességet általában képkocka per másodpercben mérik. Ha a kapcsoló jellemzői nem határozzák meg, hogy melyik protokollhoz és milyen keretmérethez adják meg a szűrési és továbbítási sebességek értékeit, akkor alapértelmezés szerint ezek a mutatók az Ethernet protokollra és keretekre vonatkoznak. minimális méret, azaz 64 bájt hosszúságú keretek (preambulum nélkül), 46 bájt adatmezővel. Ha a sebességek egy adott protokollhoz, például a Token Ringhez vagy az FDDI-hez vannak megadva, akkor az adott protokoll minimális hosszúságú képkockáira is meg vannak adva (például 29 bájtos keretek az FDDI protokoll esetében). A minimális hosszúságú keretek használata a kapcsoló sebességének fő mutatójaként azzal magyarázható, hogy az ilyen keretek mindig a legnehezebb működési módot hozzák létre a kapcsoló számára, összehasonlítva más formátumú képkockákkal, amelyeknél az átvitt felhasználói adatok azonos átviteli sebessége van. Ezért egy kapcsoló tesztelésekor a minimális kerethosszúságot használják a legnehezebb tesztként, amelynek ellenőriznie kell, hogy a kapcsoló képes-e a forgalmi paraméterek legrosszabb kombinációjával működni. Ezen kívül a minimális hosszúságú csomagoknál a szűrési és továbbítási sebességnek is van maximális értéke, ami egy switch reklámozásánál nem kis jelentőséggel bír.

A switch átviteli teljesítményét a portjain keresztül egységnyi idő alatt továbbított felhasználói adatok mennyisége méri. Mivel a kapcsoló a kapcsolati rétegen működik, a hozzá tartozó felhasználói adatok azok az adatok, amelyeket a kapcsolati réteg protokolljainak - Ethernet, Token Ring, FDDI stb. - kereteinek adatmezője hordoz. A kapcsolási teljesítmény maximális értéke mindig a maximális hosszúságú képkockákon érhető el, mivel ebben az esetben a keret többletinformációjának rezsiköltségeinek aránya sokkal alacsonyabb, mint a minimális hosszúságú kereteknél, és a váltás ideje A felhasználói információ egy bájtjára jutó feldolgozási műveletek jelentősek.

A kapcsoló átviteli sebességének az átvitt keretek méretétől való függőségét jól szemlélteti az Ethernet protokoll példája, amelynél a minimális hosszúságú keretek átvitelekor 14880 képkocka/s átviteli sebesség és 5,48 Mb/s átviteli sebesség A maximális hosszúságú képkockák átvitelekor 812 képkocka/s átviteli sebesség és 9,74 Mb/s átviteli sebesség érhető el. Az áteresztőképesség csaknem felére csökken, ha a minimális hosszúságú képkockákra váltunk, és ez nem veszi figyelembe a kapcsoló által a keretek feldolgozásakor elveszített időt.

A keret átviteli késleltetése az az idő, amely attól a pillanattól telt el, amikor a keret első bájtja megérkezik a kapcsoló bemeneti portjához, és addig a pillanatig, amikor ez a bájt megérkezik a kapcsoló kimeneti portjához. A késleltetés a keret bájtjainak pufferelésére fordított idő összege, valamint a keret kapcsoló általi feldolgozásával – a címtáblázat felkutatásával, a szűrés vagy a továbbítás eldöntésével, valamint a kimenő port adathordozójának elérésével – töltött idő összege.

A kapcsoló által bevezetett késleltetés mértéke a működési módtól függ. Ha a kapcsolást "menet közben" hajtják végre, akkor a késleltetések általában kicsik, és 10 µs és 40 µs között mozognak, teljes keret puffereléssel pedig 50 µs és 200 µs között (a minimális hosszúságú képkockák esetén).

A switch egy többportos eszköz, ezért az összes fenti jellemzőt (a keretátviteli késleltetés kivételével) két változatban szokás megadni. Az első lehetőség a switch teljes teljesítménye a forgalom egyidejű továbbításával az összes porton keresztül, a második lehetőség az egy portonkénti teljesítmény.

Mivel a forgalom több porton keresztüli egyidejű továbbítása esetén rengeteg forgalmi lehetőség létezik, amelyek különböznek az adatfolyamban lévő képkockák méretétől, a keretfolyamok átlagos intenzitásának megoszlásától a célportok között, valamint az intenzitás változási együtthatóitól. keretfolyamok stb. stb., akkor a kapcsolók teljesítmény szerinti összehasonlításakor figyelembe kell venni, hogy a közzétett teljesítményadatok melyik forgalmi változatra vonatkoztak. Sajnos a kapcsolók (és az útválasztók) esetében nincsenek olyan általánosan elfogadott forgalmi tesztminták, amelyek segítségével összehasonlítható teljesítményjellemzőket lehetne elérni, mint ahogyan a számítástechnikai rendszerek, például a TPC-A vagy a SPECint92 teljesítményjellemzőinek megszerzésére is sor kerül. Kifejlesztettek néhány laboratóriumot, amelyek rutinszerűen tesztelik a kommunikációs berendezéseket részletes leírások kapcsolók tesztelésének feltételeit és gyakorlatukban való felhasználását, azonban ezek a tesztek még nem váltak általános iparivá.

A szükséges általános kapcsolóteljesítmény becslése

Ideális esetben egy hálózatba telepített kapcsoló a kereteket olyan sebességgel továbbítja a portjaihoz csatlakoztatott csomópontok között, amellyel a csomópontok ezeket a kereteket generálják anélkül, hogy további késleltetéseket vezetnének be, és egyetlen keret elvesztése nélkül. A gyakorlatban a kapcsoló mindig késlelteti a keretek átvitelét, és néhány képkockát elveszíthet, azaz nem juttatja el a céljukhoz. A belső szervezeti különbségek miatt különböző modellek kapcsolók esetén nehéz megjósolni, hogy egy adott kapcsoló hogyan továbbítja egy adott forgalmi minta kereteit. A legjobb kritérium továbbra is az a gyakorlat, amikor a kapcsolót valós hálózatba helyezik, és megmérik az általa bevitt késéseket és az elveszett keretek számát. Vannak azonban egyszerű számítások, amelyek képet adnak arról, hogy a kapcsoló hogyan fog viselkedni egy valós helyzetben.

A hálózati csomópontok közötti átlagos forgalomintenzitásra vonatkozó adatok annak felmérésére, hogy a switch hogyan fog megbirkózni a portjaihoz csatlakoztatott csomópontok vagy szegmensek kommunikációjával. Ez azt jelenti, hogy meg kell valahogy becsülni, hogy átlagosan hány képkocka/másodperc hoz létre egy P2 porthoz csatlakoztatott csomópont a P4 porthoz csatlakozó csomópontot (P24 forgalom), a P3 porthoz csatlakozó csomópontot (P23 forgalom), és így tovább. , a P6 porthoz csatlakoztatott csomóponthoz. Ezt az eljárást azután meg kell ismételni a 3., 4., 5. és 6. portokhoz csatlakozó csomópontok által generált forgalomra. Általában az egyik csomópontból a másikba generált forgalom intenzitása nem egyezik meg az ellenkező irányú forgalom intenzitásával.

A forgalomkutatás eredménye egy forgalmi mátrix felépítése lesz. A forgalom képkocka per másodpercben és bit per másodpercben is mérhető. Azóta a szükséges forgalmi értékeket összehasonlítjuk a kapcsoló teljesítménymutatóival, ezeknek azonos egységekben kell szerepelniük. A határozottság kedvéért feltételezzük, hogy ebben a példában a kapcsoló forgalmát és teljesítményét bit per másodpercben mérjük.

Hasonló mátrixot építenek a beépített RMON MIB ügynökök (Traffic Matrix változó) hálózati adapterek vagy más kommunikációs berendezés.

Ahhoz, hogy a váltó a szükséges forgalmi mátrixot támogatni tudja, több feltételnek is teljesülnie kell.

1. A kapcsoló általános teljesítményének nagyobbnak kell lennie
vagy egyenlő az átvitt forgalom teljes intenzitásával.

Ha ez az egyenlőtlenség nem teljesül, akkor a kapcsoló nyilvánvalóan nem tud megbirkózni a bekerülő keretek áramlásával, és a belső pufferek túlcsordulása miatt elvesznek. Mivel a képletben a forgalmi intenzitások átlagos értékei jelennek meg, semmilyen mennyiség, még a belső puffer vagy a kapcsolópufferek nagyon nagy mérete sem képes kompenzálni a túl lassú képfeldolgozást.

A kapcsoló általános teljesítményét minden egyes elemének kellően magas teljesítménye biztosítja - a port processzor, kapcsolómátrix, közös buszcsatlakozó modulok stb. Függetlenül a váltó belső felépítésétől és működésének felosztásától, meglehetősen egyszerű teljesítménykövetelményeket lehet meghatározni az elemei számára, amelyek egy adott forgalmi mátrix támogatásához szükségesek. Soroljunk fel néhányat közülük.

2. Névleges maximális protokoll átviteli sebesség
A kapcsoló minden portjának legalább az átlagos intenzitásúnak kell lennie
a kikötőn áthaladó teljes forgalomból.

3. Az egyes portok processzorteljesítményének legalább egyenlőnek kell lennie a porton áthaladó teljes forgalom átlagos intenzitásával. A feltétel hasonló az előzőhöz, de a támogatott protokoll névleges átviteli sebessége helyett a port processzorának teljesítményét kell használnia.

4. A kapcsoló belső buszának teljesítménye nem lehet kisebb, mint a különböző kapcsolómodulokhoz tartozó portok között továbbított teljes forgalom átlagos intenzitása.

Ezt az ellenőrzést nyilvánvalóan csak azoknál a kapcsolóknál kell elvégezni, amelyek moduláris típusú belső architektúrával rendelkeznek, a modulok közötti kommunikációhoz közös buszt használnak. Eltérő belső felépítésű, például megosztott memóriával rendelkező kapcsolók esetén könnyű hasonló képleteket javasolni a belső elemeik megfelelő teljesítményének ellenőrzésére.

A fenti feltételek szükségesek ahhoz, hogy a kapcsoló átlagosan megbirkózzon a feladattal, és ne veszítsen folyamatosan kereteket. Ha a fenti feltételek közül legalább egy nem teljesül, akkor a képkiesés nem epizodikus jelenség a csúcsforgalmi értékeknél, hanem állandó jelenség, hiszen az átlagos forgalmi értékek is meghaladják a váltás lehetőségeit.

Az 1. és 2. feltétel bármely belső szervezettel rendelkező switchre vonatkozik, a 3. és 4. feltétel pedig példaként szolgál arra, hogy figyelembe kell venni az egyes portok teljesítményét.

Mivel a kapcsológyártók igyekeznek eszközeiket a lehető leggyorsabbá tenni, a switch teljes belső átviteli sebessége gyakran bizonyos mértékkel meghaladja a kapcsolóportokra a protokolljaik szerint irányítható forgalom átlagát. Az ilyen kapcsolókat nem blokkolónak nevezik, ami hangsúlyozza azt a tényt, hogy a forgalom bármely változata anélkül kerül továbbításra, hogy csökkentené annak intenzitását.

Mindazonáltal, függetlenül a switch általános teljesítményétől, mindig megadhat neki olyan forgalomelosztást a portok között, amellyel a switch nem tud megbirkózni, és elkerülhetetlenül elkezd elveszíteni a kereteket. Ehhez elegendő, ha a switchen keresztül továbbított teljes forgalom egyes kimeneti portjainál meghaladja ennek a portnak a maximális protokollátviteli sebességét. Például, ha a P4, P5 és P6 portok mindegyike 5 Mbps-ot küld a P2-nek, akkor a P2 nem tud átlagosan 15 Mbps-os forgalmat küldeni a hálózatnak, még akkor sem, ha ennek a portnak a processzora ilyen teljesítménnyel rendelkezik. A P2 port puffere bizonyos ütemben megtelik

15 Mb / s, és legfeljebb 10 Mb / s sebességgel üres, így a nyers adatok mennyisége 5 Mb / s sebességgel fog növekedni, ami elkerülhetetlenül a véges méretű puffer túlcsordulásához, és ezáltal a keret elvesztéséhez vezet.

A fenti példából látható, hogy a switchek csak jól kiegyensúlyozott forgalom esetén tudják teljes mértékben kihasználni magas belső teljesítményüket, amikor a keretek egyik portról a másikra való átvitelének valószínűsége megközelítőleg egyenlő. Forgalmi „ferdítések” esetén, amikor több port főként egy portra küldi a forgalmát, előfordulhat, hogy a switch nem tud megbirkózni a feladattal, nem is a portprocesszorok elégtelen teljesítménye, hanem a portprotokoll korlátai miatt.

A kapcsoló a keretek nagy százalékát is elveszítheti olyan esetekben, amikor a fenti feltételek mindegyike teljesül, mivel ezek szükségesek, de nem elegendőek a vevőportokon fogadott keretek időben történő népszerűsítéséhez. Ezek a feltételek nem elegendőek, mert nagyban leegyszerűsítik a keretek kapcsolón való áthaladását. A csak az áramlási sebességek átlagos értékére való orientáció nem veszi figyelembe a port adói és a számítógép hálózati adaptere között fellépő ütközéseket, a médiához való hozzáférés várakozási ideje alatt bekövetkező veszteségeket és egyéb olyan jelenségeket, amelyeket véletlenszerű pillanatok keretgenerálás, véletlenszerű keretméretek és egyéb véletlenszerű tényezők, amelyek jelentősen csökkentik a kapcsoló tényleges teljesítményét. Mindazonáltal a fenti becslések használata hasznos, mivel lehetővé teszi olyan esetek azonosítását, amikor egy adott kapcsolómodell használata egy adott hálózathoz nyilvánvalóan elfogadhatatlan.

Mivel korántsem mindig lehetséges megbecsülni a hálózati csomópontok közötti keretfolyamok intenzitását, ennek a szakasznak a végén bemutatunk egy összefüggést, amely lehetővé teszi, hogy azt mondjuk, hogy a switch elegendő belső teljesítménnyel rendelkezik a keretfolyamok támogatásához, ha azok áthaladnak az összes portján. maximális intenzitással. Más szóval azt a feltételt kapjuk, hogy egy adott porthalmaz esetén a kapcsoló nem blokkol.

Nyilvánvaló, hogy egy kapcsoló nem blokkol, ha a kapcsoló teljes belső átviteli sebessége megegyezik az összes portja maximális protokollátviteli sebességének összegével.

Vagyis ha a switchnek például 12 Ethernet portja és 2 Fast Ethernet portja van, akkor a 320 Mb/s belső kapacitás elegendő lesz a kapcsolóba a portokon keresztül érkező forgalom bármilyen elosztásának kezelésére. Ez a belső teljesítmény azonban redundáns, mivel a switchet nemcsak a keretek fogadására, hanem a célportra való továbbítására is tervezték. Emiatt a kapcsoló összes portja nem tud állandóan maximális sebességgel fogadni az információkat kívülről - a kapcsoló összes portján keresztül távozó információ átlagos intenzitásának meg kell egyeznie a kapott információ átlagos intenzitásával. Ezért a kapcsolón keresztül stabil módban továbbított információ maximális sebessége megegyezik az összes port teljes átviteli sebességének felével - minden bemeneti keret egy kimeneti keret egy bizonyos porthoz. E nyilatkozat szerint a kapcsoló megfelelő működéséhez elegendő, ha a belső teljes teljesítménye megegyezik az összes portja maximális protokollsávszélességének felével.

Ezért egy 12 Ethernet porttal és 2 Fast Ethernet porttal rendelkező switch esetében teljesen elegendő a 160 Mb/s átlagos teljes teljesítmény a normál működéshez a portjain keresztül továbbítható forgalomelosztási lehetőségek átviteléhez. kellően hosszú ideig.

Még egyszer hangsúlyozni kell, hogy ez a feltétel csak azt garantálja, hogy a kapcsoló belső elemei - port processzorok, modulközi busz, központi processzor stb. - a bejövő forgalom feldolgozásával foglalkozni. Ennek a forgalomnak a kimenő portok közötti elosztásának aszimmetriája mindig azt eredményezheti, hogy a portprotokoll-korlátozások miatt nem lehet időben elküldeni a forgalmat a hálózatra. A keretveszteség megelőzésére számos switch-gyártó olyan szabadalmaztatott megoldásokat alkalmaz, amelyek lehetővé teszik a switch-hez kapcsolt csomópontok adóinak „lelassítását”, azaz a végcsomópont-port protokollok módosítása nélkül vezetnek be áramlásszabályozó elemeket. Ezeket a módszereket az alábbiakban tárgyaljuk, amikor megvizsgáljuk a kapcsolók további funkcióit.

Az egyes kapcsolóelemek, például portprocesszorok vagy közös busz átviteli sebessége mellett a kapcsoló teljesítményét olyan paraméterek is befolyásolják, mint a címtábla mérete, a közös puffer vagy az egyes portpufferek mérete.

Címtábla mérete

A címtábla maximális kapacitása határozza meg a kapcsoló egyidejűleg kezelhető MAC-címeinek maximális számát. Mivel a kapcsolók leggyakrabban dedikált, saját memóriával rendelkező processzoregységet használnak a címtábla egy példányának tárolására az egyes portok műveleteinek végrehajtásához, a kapcsolók címtáblázatának méretét általában portonként adják meg. A különböző processzormodulok címtáblázatának példányai nem feltétlenül tartalmazzák ugyanazt a címinformációt – nagy valószínűséggel nem lesz olyan sok ismétlődő cím, hacsak az egyes portok forgalmának eloszlása ​​teljesen egyformán valószínű a többi port között. Minden port csak a legutóbb használt címkészleteket tárolja.

A portprocesszor által megjegyezhető MAC-címek maximális számának értéke a switch alkalmazásától függ. A munkacsoportos kapcsolók általában csak néhány címet támogatnak portonként, mivel mikroszegmenseket alkotnak. A részlegkapcsolóknak több száz címet, a hálózati gerinckapcsolóknak pedig több ezer, jellemzően 4K-8K címet kell támogatniuk.

A címtábla elégtelen kapacitása lelassíthatja a váltást, és túlzott forgalommal áraszthatja el a hálózatot. Ha a portprocesszor címtáblája megtelt, és egy bejövő csomagban új forráscímet talál, minden régi címet ki kell ürítenie a táblából, és újat kell helyeznie a helyére. Maga ez a művelet eltart egy ideig a processzortól, de a fő teljesítményveszteség akkor figyelhető meg, amikor egy keret olyan célcímmel érkezik, amelyet el kellett távolítani a címtáblázatból. Mivel a keret célcíme ismeretlen, a kapcsolónak továbbítania kell a keretet az összes többi portra. Ez a művelet sok port processzor számára felesleges munkát fog okozni, ráadásul ennek a keretnek a másolatai azokra a hálózati szegmensekre is esnek, ahol ezek teljesen opcionálisak.

Egyes kapcsológyártók úgy oldják meg ezt a problémát, hogy megváltoztatják az ismeretlen célcímű keretek kezelési algoritmusát. Az egyik kapcsolóport fővonali portként van konfigurálva, amelyre alapértelmezés szerint minden ismeretlen címmel rendelkező keret elküldésre kerül. Az útválasztókban ezt a technikát régóta használják, lehetővé téve a címtáblázatok méretének csökkentését a hierarchikus elv szerint szervezett hálózatokban.

A keret átvitele a trönk portra azon alapszik, hogy ez a port csatlakozik az upstream switch-hez, amely elegendő címtábla kapacitással rendelkezik, és tudja, hogy hova küldjön bármilyen keretet. Példa a sikeres keretátvitelre trönkport használatakor, hogy a legfelső szintű kapcsoló minden hálózati csomópontról rendelkezik információval, így a fővonali porton keresztül neki továbbított MAZ célcímű keret a 2-es porton keresztül kerül a kapcsolóba. amelyhez a MAZ címmel rendelkező csomópont kapcsolódik .

Bár a trunk port módszer sok esetben hatékonyan működik, elképzelhető olyan helyzet, amikor a keretek egyszerűen elvesznek. Az egyik ilyen helyzet a következő: az alsó réteg kapcsolója eltávolította a címtáblázatából a 4-es portjához csatlakoztatott MAC8-címet, hogy helyet adjon az új MAC3-címnek. Ha egy keret MAC8 célcímmel érkezik, a kapcsoló továbbítja azt az 5-ös trunk portra, amelyen keresztül a keret belép a felső szintű kapcsolóba. Ez a kapcsoló a címtáblázatából látja, hogy a MAC8 cím az 1-es portjához tartozik, amelyen keresztül belépett a switchbe. Ezért a keretet nem dolgozzák fel tovább, hanem egyszerűen kiszűrik, és ezért nem érik el a célt. Ezért megbízhatóbb olyan kapcsolók használata, amelyek mindegyik porthoz elegendő számú címtáblázatot tartalmaznak, valamint egy közös címtáblázatot támogat a kapcsolókezelő modul.

Puffer térfogata

A kapcsoló belső puffermemóriájára az adatkeretek ideiglenes tárolására van szükség olyan esetekben, amikor azokat nem lehet azonnal átvinni a kimeneti portra. A puffert úgy tervezték, hogy kisimítsa a rövid távú forgalmi hullámokat. Hiszen még ha a forgalom kiegyensúlyozott, és a port processzorok, valamint a switch egyéb feldolgozó elemeinek teljesítménye elegendő az átlagos forgalmi értékek átviteléhez, ez nem garantálja, hogy teljesítményük elegendő lesz a nagyon magas csúcshoz. terhelési értékek. Például a forgalom több tíz ezredmásodpercig egyidejűleg érkezhet a kapcsoló összes bemenetére, megakadályozva, hogy a vett kereteket továbbítsa a kimeneti portokra.

A képkockák elvesztésének megakadályozására, ha az átlagos forgalom intenzitása rövid időre meghaladja az átlagot (és a helyi hálózatok esetében gyakran 50-100 közötti forgalom hullámzási értékeket találnak), az egyetlen megoldás egy nagy puffer. A címtáblákhoz hasonlóan általában minden portprocesszor modulnak saját puffermemóriája van a keretek tárolására. Minél nagyobb ez a memória, annál kisebb az esélye, hogy a torlódások során képkockákat veszítsen, bár ha a forgalmi átlagok kiegyensúlyozatlanok, a puffer előbb-utóbb mégis túlcsordul.

Általában a hálózat kritikus részein való működésre tervezett kapcsolók portonként több tíz vagy több száz kilobájt puffermemóriával rendelkeznek. Jó, hogy ezt a puffermemóriát több port között is át lehet osztani, mert nem valószínű, hogy több porton egyidejűleg túlterheltek. Egy további biztonsági funkció lehet egy közös puffer a kapcsolókezelő modul összes portjához. Egy ilyen puffer általában több megabájt méretű.

A kapcsolók további jellemzői

Mivel a switch egy összetett számítástechnikai eszköz, több processzormodullal, ezért természetes, hogy betölti a keretek portról portra történő átvitelének alapvető funkciója mellett a hídalgoritmus segítségével, valamint néhány további funkciót, amelyek hasznosak megbízható és rugalmas hálózatok felépítésében. . Az alábbiakban a legtöbb kommunikációs berendezés-gyártó által támogatott opcionális kapcsolófunkciókat ismertetjük.

Link réteg protokollok fordítása

A kapcsolók képesek az egyik kapcsolati réteg protokollt a másikra fordítani, például az Ethernetet FDDI-re, a Fast Ethernetet a Token Ringre és így tovább. Ugyanakkor ugyanazok az algoritmusok szerint működnek, mint a broadcast hidak, vagyis az RFC 1042 és 802.1H előírásoknak megfelelően, amelyek meghatározzák a különböző protokollok keretmezőinek konvertálásának szabályait.

A helyi hálózati protokollok fordítását megkönnyíti, hogy a heterogén hálózatok összekapcsolásakor a routerek és átjárók által gyakran elvégzett legnehezebb munkát, nevezetesen a címinformációk fordítását ebben az esetben nem kell elvégezni. Minden LAN-végpontnak azonos formátumú egyedi címe van, függetlenül a támogatott protokolltól. Ezért az Ethernet NIC címet az FDDI hálózati adapter megérti, és ezeket a címeket a kereteik mezőiben használhatja anélkül, hogy azt gondolná, hogy a csomópont, amellyel kommunikálnak, más technológiával működő hálózathoz tartozik.

Ezért a helyi hálózati protokollok egyeztetésekor a kapcsolók nem állomáscím-leképezési táblákat készítenek, hanem a cél- és forráscímeket az egyik protokoll keretéből egy másik protokoll keretébe továbbítják. Ha az Ethernet hálózat Token Ring vagy FDDI hálózathoz igazodik, az egyetlen végrehajtandó átalakítás a bit-bájt átalakítás. Ez annak köszönhető, hogy az Ethernet hálózatok átvették a hálózaton keresztüli címátvitel úgynevezett kanonikus formáját, amikor először a cím legjelentősebb bájtjának legkevésbé jelentős bitje kerül továbbításra. Az FDDI és Token Ring hálózatokban mindig a cím legjelentősebb bájtjának legjelentősebb bitje kerül továbbításra először. Mivel az lOOVG-AnyLAN technológia Ethernet vagy Token Ring kereteket használ, más technológiákba való lefordítása attól függ, hogy az lOOVG-AnyLAN hálózat ezen szegmensében melyik protokollkeretet használják.

A címbájtok átvitele során a bitek sorrendjének megváltoztatásán túl az Ethernet protokoll (és az Ethernet keretformátumot használó Fast Ethernet) FDDI és Token Ring protokollokká történő fordítása a következő (talán nem minden) műveleteket tartalmazza:

♦ Számítsa ki a keret adatmezőjének hosszát, és helyezze ezt az értéket a Length mezőbe, amikor FDDI vagy Token Ring hálózatról 802.3 Ethernet hálózatra visz át egy keretet (az FDDI és Token Ring keretekben nincs hosszmező).

♦ A keretállapot mezők kitöltése FDDI vagy Token Ring hálózatról Ethernet hálózatra történő átvitelkor. Az FDDI és a Token Ring kereteknek két bitje van, amelyeket annak az állomásnak kell beállítania, amelyhez a keretet szánták - az A bit és a Frame Copy C bit. aki generálta, hozta az adatokat. Visszacsatolás. Amikor egy kapcsoló keretet továbbít egy másik hálózatnak, nincsenek szabványos szabályok az A és C bitek beállítására abban a keretben, amely visszahurkol a forrásállomásra. Ezért a kapcsológyártók saját belátásuk szerint oldják meg ezt a problémát.

♦ Az FDDI vagy Token Ring hálózatokból 1500 bájtnál nagyobb adatmezőmérettel rendelkező kereteket ejtse át Ethernetre, mivel ez az Ethernet hálózatok maximális adatmezőmérete. A jövőben lehetőség nyílik az FDDI vagy Token Ring hálózatok adatmezőjének maximális méretének csonkolására felső szintű protokollok, például TCP segítségével. Egy másik megoldás erre a problémára az IP-töredezettség kapcsoló általi támogatása, de ehhez egyrészt a hálózati réteg protokolljának megvalósítása szükséges a kapcsolóban, másrészt az IP protokoll támogatása a lefordított hálózatok interakciós csomópontjai által.

♦ Az Ethernet II keret Típus mezőjének kitöltése (protokoll típusa az adatmezőben), amikor a keretek hálózatból érkeznek

olyan FDDI vagy Token Ring keretek támogatása, amelyek nem rendelkeznek ezzel a mezővel. A Típus mező információinak tárolásához az RFC 1042 az FDDI vagy Token Ring protokollok MAC keretének adatmezőjébe ágyazott LLC/SNAP keretfejléc Típus mezőjének használatát javasolja. Ha megfordítja, az LLC/SNAP fejléc Típus mezőjében lévő érték átkerül az Ethernet II keret Típus mezőjébe.

♦ A keret ellenőrző összegének újraszámítása a keret szolgáltatási mezőinek generált értékeinek megfelelően.

Spanning Tree Algorithm támogatás

A Spanning Tree Algorithm (STA) lehetővé teszi, hogy a kapcsolók automatikusan meghatározzák a hálózatban lévő kapcsolatok fakonfigurációját, amikor a portok véletlenszerűen csatlakoznak egymáshoz. Mint már említettük, a kapcsoló normál működéséhez a hálózaton belüli zárt útvonalak hiánya szükséges. Ezeket az útvonalakat az adminisztrátor létrehozhatja kifejezetten redundáns kapcsolatok létrehozására, vagy véletlenszerűen is előfordulhatnak, ami teljesen lehetséges, ha a hálózat több kapcsolattal rendelkezik, és a kábelezési rendszer rosszul strukturált vagy dokumentált.

Az STA algoritmust támogató kapcsolók automatikusan létrehoznak egy aktív fa kapcsolat konfigurációt (azaz egy hurok nélküli kapcsolatkonfigurációt) az összes hálózati kapcsolat halmazán. Ezt a konfigurációt feszítőfának nevezik (néha feszítő- vagy főfának is nevezik), és a neve adja az egész algoritmus nevét.

A kapcsolók a szolgáltatáscsomagok cseréjével adaptívan találják meg az átívelő fát. Az STA algoritmus megvalósítása a switchben nagyon fontos a nagy hálózatokban történő munkavégzés során - ha a switch nem támogatja ezt az algoritmust, akkor az adminisztrátornak önállóan kell meghatároznia, hogy mely portokat kell blokkolt állapotba helyezni a hurkok kiküszöbölése érdekében. Ezen túlmenően, ha bármely kapcsolat, port vagy kapcsoló meghibásodik, az adminisztrátornak egyrészt fel kell derítenie a hiba tényét, másrészt meg kell szüntetnie a hiba következményeit a tartalék kapcsolat működési módba kapcsolásával néhány port aktiválásával.

Alapvető definíciók

A hálózat határozza meg a gyökérkapcsolót (root switch), amelyből a fa épül. A gyökérkapcsolót automatikusan kiválaszthatja, vagy hozzárendelheti a rendszergazda. Automatikus kiválasztással

Érvénytelenné válik az a kapcsoló, amelynek vezérlőegységének MAC-címe alacsonyabb.

Minden kapcsolóhoz meg kell határozni egy gyökérportot (root port) - ez az a port, amely a legrövidebb távolságra van a hálózaton a gyökérkapcsolótól (pontosabban a gyökérkapcsoló bármely portjáig). Ezután minden hálózati szegmenshez kiválasztunk egy úgynevezett kijelölt portot - ez az a port, amely a legrövidebb távolságra van ettől a szegmenstől a gyökérkapcsolóig.

A távolság fogalma fontos szerepet játszik az átívelő faépítésben. E kritérium alapján egyetlen portot kell kiválasztani, amely minden kapcsolót a gyökérkapcsolóhoz köt, és egyetlen portot, amely az egyes hálózati szegmenseket a gyökérkapcsolóhoz köti. Az összes többi port készenléti állapotba kerül, vagyis olyanba, amelyben nem továbbít normál adatkereteket. Bizonyítható, hogy a hálózat aktív portjainak ilyen megválasztásával a hurkok megszűnnek, és a fennmaradó kapcsolatok átívelő fát alkotnak.

A gyökértől való távolság a kapcsoló portja és a gyökérkapcsoló portja közötti adatátvitel teljes feltételes ideje. Ebben az esetben úgy tekintjük, hogy a kapcsoló belső adatátviteli ideje (portról portra) elhanyagolható, és csak a switcheket összekötő hálózati szegmenseken keresztüli adatátvitel idejét veszik figyelembe. A szegmens feltételes idejét a rendszer úgy számítja ki, mint az az idő, amely alatt egy bit információ 10 ns-os egységekben továbbítható a hálózati szegmenshez közvetlenül csatlakoztatott portok között. Tehát egy Ethernet szegmens esetében ez az idő 10 hagyományos egységnek felel meg, egy 16 Mb/s-os Token Ring szegmensnél pedig 6,25. (Az STA algoritmus nem kapcsolódik egyetlen kapcsolati réteg szabványhoz sem, alkalmazható különböző technológiájú hálózatokat összekötő switchekre.)

A fa kezdeti aktív konfigurációjának automatikus meghatározásához az összes hálózati kapcsoló inicializálása után időszakonként speciális csomagokat, úgynevezett Bridge Protocol Data Units (BPDU) cserél, ami azt a tényt tükrözi, hogy a hidak STA algoritmusát eredetileg fejlesztették ki.

A BPDU-kat a kapcsolati rétegbeli keretek adatmezőjében helyezik el, mint például az Ethernet vagy FDDI keretek. Kívánatos, hogy minden kapcsoló támogassa a közös multicast címet, amelyen keresztül a BPDU-kat tartalmazó keretek egyidejűleg továbbíthatók a hálózat összes kapcsolójához. Ellenkező esetben a BPDU-kat sugározzák.

A BPDU-csomag a következő mezőket tartalmazza:

♦ STA protokoll verzió azonosító - 2 bájt. A kapcsolóknak támogatniuk kell az STA protokoll ugyanazt a verzióját, különben aktív visszacsatolási konfiguráció jöhet létre.

♦ BPDU típus - 1 bájt. Kétféle BPDU létezik - konfigurációs BPDU, azaz gyökérkapcsolóvá válás kérése, amely alapján meghatározzák az aktív konfigurációt, és egy újrakonfigurálási értesítés BPDU, amelyet egy újrakonfigurálást igénylő eseményt észlelő kapcsoló küld - kapcsolathiba. , porthiba, módosítsa a kapcsolót vagy a port prioritását.

♦ Jelzők – 1 bájt. Az egyik bit a konfigurációmódosítás jelzőt, a második a konfigurációmódosítás megerősítő jelzőjét tartalmazza.

♦ Gyökérkapcsoló azonosítója – 8 bájt.

♦ Távolság a gyökértől - 2 bájt.

♦ Kapcsolóazonosító – 8 bájt.

♦ Port ID - 2 bájt.

♦ Az üzenet élettartama - 2 bájt. 0,5 s mértékegységben mérve az elavult üzenetek észlelésére szolgál. Amikor egy BPDU áthalad egy kapcsolón, a kapcsoló hozzáadja a csomag élettartamához azt az időt, ameddig a kapcsoló késlelteti.

♦ Az üzenet maximális élettartama 2 bájt. Ha egy BPDU csomag élettartama meghaladja a maximumot, akkor a kapcsolók figyelmen kívül hagyják.

♦ A hello intervallum, amelyen belül a BPDU-k elküldésre kerülnek.

♦ Állapotváltási késleltetés – 2 bájt. Minimális idő, amíg a kapcsolóportok aktívvá válnak. Az ilyen késleltetésre azért van szükség, hogy kizárjuk az alternatív útvonalak átmeneti előfordulásának lehetőségét a nem egyidejű portállapot-változások miatt az újrakonfigurálás során.

Az újrakonfigurálási értesítés BPDU-csomagjából az első két mező kivételével minden hiányzik.

Az inicializálás után minden kapcsoló először magát tekinti gyökérnek. Ezért elkezdi a konfigurációs típusú BPDU üzenetek generálását az összes porton keresztül minden hello intervallumban. Ezekben megadja az azonosítóját a gyökérkapcsoló azonosítójaként (és mint ez a kapcsoló is), a gyökér távolságát 0-ra állítja, port azonosítóként pedig annak a portnak az azonosítóját, amelyen keresztül a BPDU-t továbbítják. . Ha egy kapcsoló olyan BPDU-t kap, amelynek gyökérkapcsoló-azonosítója kisebb, mint a sajátja, leállítja saját BPDU-kereteinek generálását, és csak az új jelölt gyökérkapcsoló kereteit kezdi el továbbítani. A keretek továbbításakor megnöveli a bejövő BPDU-ban megadott távolságot a gyökértől annak a szegmensnek a feltételes idejével, amelyen az adott keretet fogadták.

A keretek továbbításakor az egyes portjaihoz tartozó kapcsolók megjegyzik az adott porton fogadott összes BPDU-keret minimális távolságát a gyökértől. Amikor a feszítőfa konfigurációs eljárása befejeződik (időben), minden kapcsoló megkeresi a gyökérportját – ez az a port, amely a fa gyökeréhez képest a legközelebb van a többi porthoz. Ezenkívül a kapcsolók elosztott módon választanak ki egy kijelölt portot minden hálózati szegmenshez. Ehhez kizárják a gyökérportjukat a számításból, és az összes fennmaradó portjuknál összehasonlítják a számukra elfogadott gyökér minimális távolságát a gyökérportjuk gyökér távolságával. Ha ez a távolság kisebb, mint egy otthoni portnál elfogadott, az azt jelenti, hogy ez egy kijelölt port. A kijelölt portok kivételével minden port blokkolt állapotba kerül, és a feszítőfa elkészül.

Normál működés közben a gyökérkapcsoló továbbra is szolgáltatáskereteket generál, a többi kapcsoló pedig továbbra is fogadja azokat a gyökérportjaikon, és továbbítja azokat a kijelöltekhez. Ha a switch nem rendelkezik hozzárendelt portokkal, akkor is fogadja a szolgáltatáskereteket a gyökérporton. Ha a gyökérport nem kap szolgáltatáskeretet az időkorlát lejárta után, akkor egy új átívelő fa eljárást inicializál.

Frame flow szabályozási módszerek

Egyes gyártók olyan keretfolyam-vezérlési technikákat alkalmaznak kapcsolóikban, amelyek nem találhatók meg a LAN-protokoll szabványokban, hogy megakadályozzák a torlódások miatti kereteséseket.

Mivel a képkockák kis töredékének elvesztése általában nagymértékben csökkenti a hálózat hasznos teljesítményét, a kapcsoló túlterheltsége esetén ésszerű lenne lelassítani a keretsebességet a kapcsoló végcsomópontjaitól a vevőegységekig, hogy lehetővé tegye. adókat, hogy gyorsabban töltsék le puffereiket. A továbbított és fogadott keretek interleave (frame interleave) algoritmusának rugalmasnak kell lennie, és lehetővé kell tennie a számítógép számára, hogy kritikus helyzetekben minden vett kerethez több sajátot is továbbítson, és nem feltétlenül csökkenti a vételi intenzitást nullára, hanem egyszerűen a szükségesre csökkenti. szint.

Egy ilyen algoritmus megvalósításához a kapcsolónak rendelkeznie kell egy olyan mechanizmussal, amely csökkenti a portjaihoz csatlakoztatott csomópontok forgalmi intenzitását. Egyes LAN-protokollok, mint például az FDDI, a Token Ring vagy az lOOVG-AnyLAN, képesek a portprioritás megváltoztatására, és így a kapcsolóportnak elsőbbséget adni a számítógép portjaival szemben. Az Ethernet és a Fast Ethernet protokollok nem rendelkeznek ezzel a képességgel, ezért a kapcsológyártók ezekhez a nagyon népszerű technológiákhoz két módszert alkalmaznak a végcsomópontok befolyásolására.

Ezek a technikák azon a tényen alapulnak, hogy a végcsomópontok szigorúan megfelelnek a médium hozzáférési algoritmus összes paraméterének, de a switch portok nem.

A végcsomópont „fékezésének” első módszere a kapcsolóport úgynevezett agresszív viselkedésén alapul, amikor a médiumot a következő csomag átvitelének befejezése vagy ütközés után rögzítik.

A kapcsoló adaptívan tudja használni ezt a mechanizmust, szükség szerint növelve agresszivitását.

A kapcsolófejlesztők által használt második technika a dummy frame-ek átvitele a számítógépre abban az esetben, ha a switchnek nincsenek keretei a pufferben az ezen a porton történő átvitelhez. Ebben az esetben a kapcsoló nem sértheti meg a hozzáférési algoritmus paramétereit, őszintén versengve a végcsomóponttal a kerete továbbításának jogáért. Mivel ebben az esetben a közeg nagy valószínűséggel akár a kapcsoló, akár a végcsomópont rendelkezésére áll, a kapcsolóra irányuló keretátvitel intenzitása átlagosan a felére csökken. Ezt a módszert ellennyomásos módszernek nevezik. Kombinálható az agresszív médiarögzítési módszerrel a végcsomópontok aktivitásának további visszaszorítása érdekében.

A backpressure módszer nem a lenyomott csomóponthoz közvetlenül kapcsolódó port processzorpufferének kiürítésére szolgál, hanem vagy a kapcsoló megosztott pufferének (ha osztott memória architektúrát használunk), vagy egy másik processzor pufferének kiürítésére. port, amelyre ez a port továbbítja a kereteit. Ezen túlmenően az ellennyomás módszer használható olyan esetekben, amikor a port processzort nem úgy tervezték, hogy támogassa a protokoll számára a lehető legnagyobb forgalmat. Az ellennyomásos módszer alkalmazásának egyik első példája éppen egy ilyen esethez kapcsolódik - a módszert a LANNET alkalmazta az LSE-1 és LSE-2 modulokban, amelyek Ethernet forgalom 1 Mb maximális intenzitású kapcsolására szolgálnak. / s, illetve 2 Mb / s.

A váltók forgalomszűrési képességei

Számos kapcsoló lehetővé teszi az adminisztrátorok számára, hogy a szabványos keretszűrési feltételek mellett további keretszűrési feltételeket is megadjanak a címtáblázat információi alapján. A felhasználói szűrők célja további akadályok létrehozása a keretek útján, amelyek korlátozzák bizonyos felhasználói csoportok hozzáférését bizonyos hálózati szolgáltatásokhoz.

Ha a kapcsoló nem támogatja azokat a hálózati és szállítási réteg protokollokat, amelyekben mezők jelzik, hogy az átvitt csomagok melyik szolgáltatáshoz tartoznak, akkor az adminisztrátornak meg kell határoznia azt a mezőt, amelynek értékével a szűrést eltolás méretű relatív pár formájában kell elvégezni. az adatkapcsolati réteg keret adatmezőjének elejére. Ezért például ahhoz, hogy megtiltsa egy bizonyos felhasználónak dokumentumait egy bizonyos NetWare nyomtatószerveren, az adminisztrátornak ismernie kell a "socket number" mező pozícióját az IPX-csomagban, és ennek a mezőnek az értékét a nyomtatáshoz. szolgáltatást, valamint ismeri a MAC-cím felhasználó számítógépét és nyomtatószerverét.

A szűrési feltételeket általában logikai ÉS és VAGY műveletek felhasználásával kialakított logikai kifejezésekként írják fel.

További szűrőfeltételek előírása ronthatja a kapcsoló teljesítményét, mivel a logikai kifejezések kiértékelése további számítást igényel a portprocesszoroktól.

Az általános feltételek mellett a kapcsolók speciális szűrési feltételeket is támogathatnak. A speciális szűrők egyik nagyon népszerű típusa a virtuális szegmenseket létrehozó szűrők.

Különleges az a szűrő is, amellyel sok gyártó védi a kapcsolókra épülő hálózatot.

Menet közbeni vagy pufferelt kapcsolás

A további funkciók megvalósításának lehetőségét jelentősen befolyásolja a csomagok továbbításának módja - "menet közben" vagy puffereléssel. Amint az alábbi táblázat mutatja, a switch legtöbb speciális funkciója megköveteli a keretek teljes pufferelését, mielőtt a célporton keresztül a hálózatba kerülnének.

Az on-the-fly switchek átlagos késleltetése nagy terhelés mellett azzal magyarázható, hogy ilyenkor a kimeneti port gyakran egy másik csomag fogadásával van elfoglalva, így az erre a portra újonnan érkező csomagot még pufferelni kell.

Az on-the-fly switch képes keret érvénytelenségének ellenőrzésére, de nem tudja eltávolítani a rossz keretet a hálózatból, mivel a bájtok egy része (és általában a legtöbb) már átkerült a hálózatba. Ugyanakkor kis terhelés mellett egy on-the-fly kapcsoló jelentősen csökkenti a keretátviteli késleltetést, ez pedig a késésekre érzékeny forgalomnál lehet fontos. Ezért egyes gyártók, például a Cisco, adaptív kapcsolómód-váltó mechanizmust alkalmaznak. Egy ilyen kapcsoló fő módja az on-the-fly kapcsolás, de a kapcsoló folyamatosan figyeli a forgalmat, és ha a rossz képkockák megjelenésének intenzitása meghalad egy bizonyos küszöböt, teljes pufferelési módba kapcsol.

Különféle szolgáltatási osztályok használata

Ez a funkció lehetővé teszi a rendszergazdának, hogy különböző feldolgozási prioritásokat rendeljen a különböző típusú keretekhez. Ebben az esetben a kapcsoló több nyers keretsort tart fenn, és beállítható például úgy, hogy minden 10 magas prioritású csomag után egy alacsony prioritású csomagot küldjön. Ez a funkció különösen hasznos lehet kis sebességű vonalakon és alkalmazásokban, amelyeknél eltérő követelmények vonatkoznak az elfogadható késleltetésekre.

Mivel nem minden link-layer protokoll támogatja a keret prioritási mezőt, például az Ethernet-keretek nem rendelkeznek ilyennel, a switch-nek valamilyen további mechanizmust kell használnia, hogy egy keretet a prioritásához rendeljen. A legáltalánosabb módszer a kapcsolóportok prioritása. Ezzel a módszerrel a kapcsoló a keretet a megfelelő prioritású keretsorba helyezi, attól függően, hogy a keret melyik porton keresztül lépett be a switchbe. A módszer egyszerű, de nem elég rugalmas - ha nem külön csomópont, hanem egy szegmens csatlakozik a switch porthoz, akkor a szegmens összes csomópontja azonos prioritást kap. A port-alapú szolgáltatási osztályra példa a 3Com PACE technológiája.

Rugalmasabb a gazdagép MAC-címeinek prioritása, de ez a módszer sok kézi munkát igényel a rendszergazdától.

Virtuális hálózatok támogatása

A fő célja - a kommunikációs hálózat átviteli sebességének növelése - mellett a kapcsoló lehetővé teszi az információáramlások lokalizálását a hálózatban, valamint ezen áramlások vezérlését és kezelését egyéni szűrők segítségével. Egy egyéni szűrő azonban csak meghatározott címekre korlátozhatja a keretátvitelt, és a broadcast forgalmat az összes hálózati szegmenshez továbbítja. Ezt megköveteli a kapcsolóban megvalósított hídalgoritmus, ezért a hidak és kapcsolók alapján létrehozott hálózatokat néha laposnak nevezik - a sugárzott forgalom akadályainak hiánya miatt.

A virtuális hálózatok technológiája (Virtuális LAN, VLAN) lehetővé teszi ennek a korlátnak a leküzdését.

A virtuális hálózat olyan hálózati csomópontok csoportja, amelyek forgalma, beleértve a broadcast forgalmat is, teljesen el van szigetelve a többi hálózati csomóponttól a kapcsolat szintjén. Ez azt jelenti, hogy nem lehet kereteket küldeni a különböző virtuális szegmensek között a kapcsolati réteg címe alapján, függetlenül attól, hogy a cím egyedi, multicast vagy broadcast. Ugyanakkor a virtuális hálózaton belül a keretek átvitele kapcsolási technológiával történik, azaz csak arra a portra, amely a keret célcíméhez van társítva.

Azt mondják, hogy a virtuális hálózat egy broadcast forgalmi tartományt (broadcast domain) alkot, hasonlóan az ütközési tartományhoz, amelyet az Ethernet hálózatok ismétlői alkotnak.

A virtuális hálózati technológia célja, hogy megkönnyítse független hálózatok létrehozását, amelyeknek ezután hálózati rétegbeli protokollok segítségével kell kommunikálniuk. A probléma megoldására a virtuális hálózati technológia megjelenése előtt külön átjátszókat használtak, amelyek mindegyike önálló hálózatot alkotott. Aztán ezeket a hálózatokat útválasztók egyetlen internetre kötötték.

A szegmensek összetételének megváltoztatásakor (felhasználói átállás másik hálózatra, nagy szegmensek felosztása) ezzel a megközelítéssel fizikailag újra kell csatlakoztatni a csatlakozókat az átjátszók előlapján vagy a keresztpaneleken, ami nem túl kényelmes nagy hálózatokban. - sok fizikai munka, és nagy a hiba valószínűsége is.

Ezért a fizikai újrakapcsolás szükségességének kiküszöbölése érdekében több szegmenses átjátszókat kezdtek használni. Az ilyen átjátszók legfejlettebb modelljeiben a külön port hozzárendelése bármely belső szegmenshez programozottan történik, általában egy kényelmes grafikus felület segítségével. Ilyen átjátszók például a Bay Networks Distributed 5000 hub és a 3Com PortSwitch hubja. Egy port szoftveres hozzárendelését egy szegmenshez gyakran nevezik statikus vagy konfigurációs váltásnak.

A szegmensek összetételének átjátszók segítségével történő megváltoztatásának problémájának megoldása azonban bizonyos korlátozásokat támaszt a hálózati struktúrában - az ilyen átjátszó szegmenseinek száma általában kicsi, ezért irreális minden csomóponthoz egy szegmenst hozzárendelni, ahogyan az megtehető egy kapcsoló. Ezért a konfigurációs kapcsolt átjátszókra épülő hálózatok továbbra is az adatátviteli közeg nagyszámú csomópont közötti felosztásán alapulnak, és ezért jóval kisebb teljesítményűek, mint a kapcsolókra épülő hálózatok.

Virtuális hálózati technológia kapcsolókban történő alkalmazásakor két feladatot oldanak meg egyszerre:

♦ teljesítménynövekedés az egyes virtuális hálózatokban, mivel a switch csak a célcsomóponthoz továbbítja a kereteket egy ilyen hálózatban;

♦ A hálózatok elkülönítése egymástól a felhasználói hozzáférési jogok kezeléséhez, és védőkorlátok létrehozásához a viharok sugárzása előtt.

A virtuális hálózatok internethez való kapcsolásához hálózati réteg bevonása szükséges. Megvalósítható külön routerben, vagy a switch szoftver részeként is működhet.

A virtuális hálózatok kapcsolókkal történő kialakításának és működtetésének technológiája még nem szabványosított, bár a kapcsolómodellek nagyon széles skálájában implementálják. különböző gyártók. Hamarosan változhat a helyzet, ha elfogadják a WEEE intézet keretein belül kidolgozás alatt álló 802.1Q szabványt.

A szabvány hiányára tekintettel minden gyártó saját virtuális hálózati technológiával rendelkezik, amely általában nem kompatibilis más gyártók technológiájával. Ezért a virtuális hálózatok eddig egy gyártó berendezésén hozhatók létre. Az egyetlen kivételt a LANE (LAN Emulation) specifikáció alapján felépített virtuális hálózatok jelentik, amelyek az ATM-kapcsolók és a hagyományos LAN-berendezések interakcióját biztosítják.

Egyetlen kapcsolón alapuló virtuális hálózatok létrehozásakor általában a kapcsolóport csoportosítási mechanizmust használják.

Ez logikus, hiszen az egy switchre épülő virtuális hálózatoknak nem lehet több portja. Ha egy átjátszóra épülő szegmens egy porthoz csatlakozik, akkor nincs értelme egy ilyen szegmens csomópontjait különböző virtuális hálózatokba foglalni - mindazonáltal ezeknek a csomópontoknak a forgalma közös lesz.

A portcsoportosításon alapuló virtuális hálózatok létrehozása nem igényel nagy kézi munkát az adminisztrátortól – elég, ha minden portot több előre elnevezett virtuális hálózathoz rendelünk. Ezt a műveletet általában úgy hajtják végre, hogy a port ikonokat ráhúzzák a hálózati ikonokra.

A második módszer, amelyet virtuális hálózatok kialakítására használnak, a MAC-címek csoportosításán alapul. Ha sok csomópont van a hálózatban, ez a módszer nagyszámú kézi műveletet igényel a rendszergazdától. Rugalmasabbnak bizonyul azonban, ha több kapcsolón alapuló virtuális hálózatokat építünk, mint a portcsoportosítási módszer.

A portcsoportosítási technikát támogató több kapcsolóra épülő virtuális hálózatok létrehozásakor felmerülő probléma a következő: ha egy virtuális hálózat csomópontjai különböző kapcsolókhoz csatlakoznak, akkor mindegyik ilyen kapcsolójának összekapcsolására egy-egy portot kell kijelölni. hálózat. Ellenkező esetben, ha a kapcsolók csak egy pár porton keresztül vannak összekötve, az adott virtuális hálózathoz tartozó kerettel kapcsolatos információk elvesznek a kapcsolótól a kapcsolóig történő átvitel során. Így a port tröning kapcsolóknak annyi portra van szükségük a csatlakozáshoz, ahány VLAN-t támogatnak. A portok és kábelek ilyen módon történő használata nagyon pazarló. Ezenkívül a virtuális hálózatok útválasztón keresztül történő csatlakoztatásakor ebben az esetben minden virtuális hálózathoz külön kábel van kijelölve, ami megnehezíti a függőleges vezetékezést, különösen, ha a virtuális hálózati gazdagépek több emeleten helyezkednek el.

A MAC-címek hálózatba csoportosítása az egyes kapcsolókon szükségtelenné teszi azokat több porton keresztül, de sok kézi címkézést igényel a hálózat minden kapcsolóján.

A leírt két megközelítés csak a híd címtáblázataihoz való további információk hozzáadására épül, és nem használja ki a virtuális hálózathoz tartozó keretre vonatkozó információk beágyazásának lehetőségét a továbbított keretbe. A fennmaradó megközelítések a keret meglévő vagy további mezőit használják az információk és a keret tulajdonjogának mentésére, amikor a hálózati kapcsolók között mozog. Ugyanakkor nem kell minden kapcsolónál emlékezni arra, hogy az internet összes MAC-címe virtuális hálózatokhoz tartozik.

Ha egy további, virtuális hálózatszámmal jelölt mezőt használunk, akkor ez csak akkor kerül felhasználásra, ha a keretet kapcsolóról kapcsolóra továbbítják, és eltávolítják, amikor a keretet a végcsomóponthoz továbbítják. Ezzel egyidejűleg módosul a „switch-switch” interakciós protokoll, miközben a végcsomópontok szoftvere és hardvere változatlan marad. Sok példa van az ilyen védett protokollokra, de általános hátrány van ilyenük – más gyártók nem támogatják őket. A Cisco azt javasolta, hogy a 802.10 protokoll fejlécet használják szabványos keretkiegészítőként az összes LAN-protokollhoz a biztonsági funkciók támogatása érdekében. számítógépes hálózatok. A cég maga is ezt a módszert alkalmazza olyan esetekben, amikor a switcheket FDDI protokollal kapcsolják össze. Ezt a kezdeményezést azonban más vezető kapcsológyártók nem támogatták, így a 802.1Q szabvány elfogadásáig a szabadalmaztatott virtuális hálózati címkéző protokollok lesznek az irányadók.

Kétféleképpen lehet olyan virtuális hálózatokat felépíteni, amelyek a már meglévő mezőket használják egy virtuális hálózati keret tulajdonjogának megjelölésére, azonban ezek a mezők nem adatkapcsolati protokoll keretekhez, hanem hálózati réteg csomagjaihoz vagy ATM technológia celláihoz tartoznak.

Az első esetben a virtuális hálózatok hálózati címek alapján jönnek létre, vagyis ugyanazon információk alapján, amelyeket a hagyományos módon – a router különböző portjaira csatlakoztatott, fizikailag különálló hálózatok felhasználásával – használnak az internetépítés során.

Amikor egy virtuális hálózatot hálózati számok alapján alakítanak ki, minden kapcsolóporthoz egy vagy több hálózati szám van hozzárendelve, például IP-hálózati számok. Minden IP-hálózati szám egy virtuális hálózatnak felel meg. A végcsomópontoknak ebben az esetben is támogatniuk kell az IP protokollt. Az azonos virtuális hálózathoz tartozó csomópontok közötti keretek átvitelekor a végcsomópontok közvetlenül a célcsomópont MAC-címére küldik az adatokat, és a hálózati réteg csomagjában jelzik virtuális hálózatuk IP-címét. A switch ebben az esetben a címtáblázatban szereplő cél MAC-cím alapján továbbítja a kereteket, miközben az átvitelek érvényességét a keretben lévő csomag hálózati IP-számának és a címtáblázatban található célport IP-címének egyeztetésével ellenőrzi. . Amikor egy keretet egyik switchről a másikra viszünk át, az IP-címe is a kerettel együtt kerül átvitelre, ami azt jelenti, hogy a switchek csak egy pár porthoz csatlakoztathatók a több switch között elosztott virtuális hálózatok támogatásához.

Abban az esetben, ha információcserére van szükség a különböző virtuális hálózatokhoz tartozó csomópontok között, a végcsomópont ugyanúgy működik, mintha egy normál útválasztóval elválasztott hálózatokban lenne. A végcsomópont továbbítja a keretet az alapértelmezett útválasztónak úgy, hogy megadja annak MAC-címét a keretben és a célállomás IP-címét a hálózati réteg csomagjában. Az alapértelmezett útválasztó a kapcsoló beltéri egysége legyen, amely a hagyományos útválasztókhoz hasonlóan meghatározott MAC- és IP-címmel rendelkezik. Ezenkívül rendelkeznie kell egy útválasztási táblával, amely meghatározza a közös interneten található összes hálózati szám kimeneti portját.

Ellentétben a hagyományos útválasztókkal, amelyek minden porthoz eltérő hálózati számmal rendelkeznek, a virtuális hálózatokat létrehozó hálózati protokollt támogató switchek ugyanazt a hálózati számot rendelik több porthoz. Ezenkívül ugyanaz a port több hálózati számhoz is társítható, ha a switchek ezen keresztül kommunikálnak.

A kapcsolók gyakran nem támogatják az automatikus útválasztási tábla-építési szolgáltatásokat, amelyeket az olyan útválasztási protokollok támogatnak, mint a RIP vagy az OSPF. Ezeket a kapcsolókat Layer 3 kapcsolóknak nevezik, hogy megkülönböztessék őket a hagyományos útválasztóktól. Layer 3 switchek használatakor az útválasztási táblákat vagy manuálisan hozza létre az adminisztrátor (ez gyakran elfogadható kis számú virtuális hálózatnál és az alapértelmezett útvonalon egy teljes értékű útválasztóhoz), vagy tölti be az útválasztóból. Az utolsó séma szerint a Cisco Catalist 5000 kapcsolója ugyanannak a cégnek az útválasztóival működik együtt.

Ha a switch nem támogatja a hálózati réteg funkcióit, akkor virtuális hálózatai csak külső útválasztó segítségével kombinálhatók. Egyes cégek speciális útválasztókat gyártanak kapcsolókkal való használatra. Ilyen útválasztó például az RND Vgate útválasztója.

Ez az útválasztó egy fizikai porttal rendelkezik a kapcsolóporttal való kommunikációhoz, de ez a port akár 64 MAC-címet is támogathat, lehetővé téve az útválasztó számára, hogy akár 64 virtuális hálózatot is lefedjen.

A virtuális hálózatok szervezésének utolsó módja az ATM-kapcsolók hálózaton belüli használatához kapcsolódik. Ez a módszer azon alapul, hogy külön virtuális kapcsolatot használnak, hogy kereteket küldjenek az egyes virtuális hálózatoknak ATM-kapcsolókon keresztül.

Kapcsolt hálózatkezelés

A kapcsolók összetettek többfunkciós eszközök, amelyek döntő szerepet játszanak a modern hálózatokban. Ezért az SNMP protokoll és a megfelelő ügynökök által megvalósított központosított vezérlési és felügyeleti funkciók támogatása gyakorlatilag minden kapcsolóosztályhoz kötelező (kivéve talán a nagyon kis hálózatokban való működésre tervezett asztali switcheket).

Az SNMP-kezelés támogatása érdekében a kapcsolóknak van egy felügyeleti modulja, amely egy ügynököt tartalmaz, amely a felügyeleti információk adatbázisát karbantartja. Ez a modul gyakran külön fut erős processzor hogy ne lassítsa le a kapcsoló alapműveleteit.

Forgalomfigyelés

Mivel a portprocesszorok és a switch egyéb feldolgozó elemeinek túlterhelése keretkieséshez vezethet, nagyon fontos a forgalom eloszlását figyelő funkció egy switch-re épülő hálózatban.

Ha azonban magának a switch-nek nincs minden portjához külön ügynök, akkor nagyon bonyolulttá válik a forgalomfigyelés, amelyet hagyományosan a megosztott környezetű hálózatokban egy külső protokollanalizátor hálózatba telepítésével oldanak meg.

Hagyományosan a hagyományos hálózatokban egy protokollelemző (például a Network General's Sniffer) a hub szabad portjához csatlakozik, és látta a hálózat bármely csomópontja között áthaladó összes forgalmat.

Ha a protokollanalizátort a switch egy szabad portjára csatlakoztatjuk, akkor szinte semmit nem fog látni, hiszen senki nem küld rá kereteket, és nem küld mások képkockáit sem a portjára. Az egyetlen forgalomtípus, amelyet az analizátor lát, az a sugárzott csomagok forgalma, amely az összes hálózati csomóponthoz továbbítódik. Abban az esetben, ha a hálózat virtuális hálózatokra van felosztva, a protokollelemző csak a virtuális hálózatának broadcast forgalmát fogja látni.

Annak érdekében, hogy a protokollanalizátorok továbbra is használhatók legyenek kapcsolt hálózatokon, a kapcsológyártók felszerelik eszközeiket azzal a képességgel, hogy a forgalmat bármely portról egy speciális portra tükrözzék. Egy protokollelemző csatlakozik egy speciális porthoz, majd az SNMP felügyeleti modulján keresztül parancsot küld a switch-nek, amely bármely port forgalmát egy speciális porthoz rendeli hozzá.

A porttükrözés funkció jelenléte részben megszünteti a problémát, de hagy néhány kérdést. Például, hogyan nézheti meg a forgalmat két porton egy időben, vagy hogyan nézheti meg a teljes duplex porton lévő forgalmat.

A kapcsolóportokon áthaladó forgalom figyelésének megbízhatóbb módja, ha a protokollanalizátort RMON MIB ügynökökre cserélik minden kapcsolóporthoz.

Az RMON ügynök az Ethernet és a Token Ring protokollok jó protokollanalizátorának minden funkcióját ellátja, részletes információkat gyűjt a forgalom intenzitásáról, a különböző típusú hibás keretekről és az elveszett keretekről, és önállóan készít idősort minden rögzített paraméterhez. Ezenkívül az RMON ügynök önállóan is képes keresztforgalmi mátrixokat felépíteni a hálózati csomópontok között, amelyek nagyon szükségesek a switch hatékonyságának elemzéséhez.

Mivel egy RMON ügynök, amely mind a 9 Ethernet objektumcsoportot megvalósítja, nagyon drága, a gyártók gyakran csak az első néhány RMON MIB objektumcsoportot valósítják meg a kapcsoló költségeinek csökkentése érdekében.

Virtuális hálózatkezelés

Virtuális hálózatok problémákat okoznak a hagyományos SNMP alapú irányítási rendszereknek mind létrehozásuk, mind működésük monitorozása során.

A virtuális hálózatok létrehozása általában különlegeset igényel szoftver olyan gyártó, amely olyan vezérlőrendszer-platformon fut, mint például a HP Open View. Maguk a felügyeleti rendszerek platformjai nem tudják támogatni ezt a folyamatot, elsősorban a virtuális hálózatokra vonatkozó szabvány hiánya miatt. Remélhetőleg a 802.1Q megjelenése megváltoztatja a helyzetet ezen a területen.

A virtuális hálózatok figyelése a hagyományos felügyeleti rendszerek számára is kihívásokat jelent. Virtuális hálózatokat tartalmazó hálózati térkép létrehozásakor meg kell jeleníteni a hálózat fizikai és logikai szerkezetét is, az egyes virtuális hálózati csomópontok kapcsolatainak megfelelően. Ugyanakkor az adminisztrátor kérésére a felügyeleti rendszernek képesnek kell lennie a hálózat logikai és fizikai kapcsolatainak megfelelő megjelenítésére, vagyis a virtuális hálózatok összes vagy egyes útvonalát egy fizikai csatornán kell megjeleníteni.

Sajnos sok felügyeleti rendszer vagy egyáltalán nem jeleníti meg a virtuális hálózatokat, vagy a felhasználó számára nagyon kényelmetlen módon teszi ezt.

Tipikus kapcsoló alkalmazások

Kapcsoló vagy hub?

A vállalati hálózati hierarchia alsó szintjét alkotó kis hálózatok építésekor az egyik vagy másik kommunikációs eszköz használatának kérdése a hub vagy switch közötti választás kérdésére redukálódik.

A kérdés megválaszolásakor több tényezőt is figyelembe kell venni. Természetesen nem kis jelentőségű a port költsége, amelyet az eszköz kiválasztásakor kell fizetni. Technikai megfontolásokból mindenekelőtt figyelembe kell venni a létezést

forgalomelosztás a hálózati csomópontok között. Emellett figyelembe kell venni a hálózat fejlesztési kilátásait: a közeljövőben lesznek-e multimédiás alkalmazások, korszerűsítik-e a számítógépes bázist. Ha igen, akkor ma már tartalékot kell biztosítani a használt kommunikációs berendezések sávszélességéhez. Az intranet technológia alkalmazása a hálózatban keringő forgalom volumenének növekedéséhez is vezet, ezt is figyelembe kell venni az eszköz kiválasztásánál.

Az eszköztípus kiválasztásakor - hub vagy switch - meg kell határoznia azt a protokolltípust is, amelyet a portjai támogatni fognak (vagy protokollok, ha kérdéses a kapcsolóról, mivel minden port más-más protokollt támogat).

Manapság két sebességű protokoll között lehet választani - 10 Mb / s és 100 Mb / s. Ezért egy hub vagy switch alkalmazhatóságának összehasonlításakor érdemes fontolóra venni a 10 Mbps-os portokkal rendelkező hub-opciót, a 100 Mbps-os portokkal rendelkező hub-opciót, valamint a portjain többféle sebesség-kombinációval rendelkező kapcsoló opciót.

A keresztforgalmi mátrix technikával egy switch teljesítményének elemzésére kiértékelhető, hogy egy ismert portkapacitású és teljes áteresztőképességű switch képes lesz-e támogatni az átlagos forgalmi sebességek mátrixaként megadott hálózati forgalmat.

Tekintsük most ezt a technikát, hogy megválaszoljuk a kapcsoló alkalmazhatóságát egy olyan hálózatban, ahol egy szerver és több munkaállomás csak a szerverrel kommunikál. Ez a hálózati konfiguráció gyakran megtalálható a nagyméretű hálózatokban munkacsoport, különösen a NetWare hálózatokon, ahol a szabványos klienshéjak nem tudnak kommunikálni egymással.

Az ilyen hálózatok keresztforgalmi mátrixa degenerált formában van. Ha a szerver például a 4-es porthoz csatlakozik, akkor csak a mátrix 4. sora és a mátrix 4. oszlopa lesz nullától eltérő értéke. Ezek az értékek annak a portnak a kimenő és bejövő forgalmának felelnek meg, amelyhez a szerver csatlakozik. Ezért a kapcsoló adott hálózatra való alkalmazhatóságának feltételei leredukálódnak arra a lehetőségre, hogy a teljes hálózati forgalmat a kapcsoló azon portján keresztül továbbítsák, amelyhez a szerver csatlakozik.

Ha a kapcsolónak minden portja azonos sávszélességgel rendelkezik, például 10 Mb / s, akkor ebben az esetben a 10 Mb / s port sávszélesség eloszlik a hálózat összes számítógépe között. A kapcsoló azon képessége, hogy növelje a teljes hálózati átviteli sebességet, nincs szükség ilyen konfigurációkra. A hálózat mikroszegmentáltsága ellenére sávszélességét egy port protokolljának sávszélessége korlátozza, mint egy 10 Mbps-os porttal rendelkező hub esetében. Egy kis nyereség egy switch használatakor csak az ütközések számának csökkentésével érhető el - az ütközések helyett a keretek egyszerűen belépnek a sorba annak a kapcsolóportnak az adójához, amelyhez a szerver csatlakozik.

Annak érdekében, hogy a kapcsoló hatékonyabban működjön a dedikált szerverrel rendelkező hálózatokban, a kapcsológyártók olyan modelleket gyártanak, amelyek egy nagy sebességű 100 Mb / s-os portot tartalmaznak a szerver csatlakoztatásához, és több alacsony sebességű, 10 Mb / s-os portot a munkaállomások csatlakoztatásához. Ebben az esetben már 100 Mb/s oszlik el a munkaállomások között, ami az általuk generált forgalom intenzitásától függően 10 - 30 állomás nem blokkoló üzemmódban történő kiszolgálását teszi lehetővé.

A 100 Mbps-os protokollt, például a Fast Ethernetet támogató hub azonban versenyezhet egy ilyen kapcsolóval. Portonkénti költsége valamivel alacsonyabb lesz, mint egy nagy sebességű porttal rendelkező kapcsoló portonkénti költsége, és a hálózati teljesítmény körülbelül azonos.

Nyilvánvaló, hogy a kommunikációs eszköz kiválasztása egy dedikált szerverrel rendelkező hálózathoz meglehetősen bonyolult. A végső döntés meghozatalához figyelembe kell venni a hálózat fejlesztési kilátásait a kiegyensúlyozott forgalom irányába való elmozdulás kapcsán. Ha a hálózat hamarosan interakcióba léphet a munkaállomások vagy egy második szerver között, akkor egy olyan switch mellett kell dönteni, amely a fő sérelme nélkül képes további forgalmat támogatni.

A távolságtényező is a switch javára szólhat – a kapcsolók használata nem korlátozza a maximális hálózatátmérőt 2500 m-re vagy 210 m-re, ami meghatározza az ütközési tartomány méretét Ethernet és Fast Ethernet hubok használatakor.

Switch vagy router?

A vállalati hálózati hierarchia felső, gerincszintjének felépítésekor a választás problémája másként fogalmazódik meg - switch vagy router?

A switch gyorsabbá és olcsóbbá teszi a forgalom átvitelét a hálózati csomópontok között, de a router intelligensebben szűri a forgalmat a hálózatokhoz való csatlakozáskor, nem ad át felesleges vagy rossz csomagokat, és megbízhatóan védi a hálózatokat a broadcast viharoktól.

Tekintettel arra, hogy a nagyvállalati szintű switchek támogathatnak néhány hálózati réteg funkciót, egyre inkább a switch mellett döntenek. Ebben az esetben az útválasztót is használják, de gyakran egyetlen példányban marad a helyi hálózatban. Ez az útválasztó általában a helyi hálózat és a globális hálózat összekapcsolására, illetve a kapcsolókkal épített virtuális hálózatok kombinálására szolgál.

Az épületek és az emeleti hálózatok központjában egyre gyakrabban használják a kapcsolókat, mivel csak ezek használatával lehetséges másodpercenként több gigabitnyi információ átvitele megfizethető áron.

Egy kapcsoló egy pontjához húzott vonal

A kapcsolókra épített hálózatok sokféle blokkdiagramjával mindegyik két alapvető struktúrát használ: egy ponthoz húzott gerincet és egy elosztott gerincet. Ezekre az alapstruktúrákra alapozva azután meghatározott hálózatok különféle struktúrái épülnek fel.

Az összecsukott gerinchálózat olyan struktúra, amelyben a csomópontok, szegmensek vagy hálózatok egy kapcsoló belső gerincén vannak összekapcsolva.

Ennek a szerkezetnek az előnye a vonal nagy teljesítménye. Mivel a kapcsoló esetében a belső busz vagy áramkör teljesítménye megosztott memória, nem ritka a több Gb/s-os portmodulok kombinálása, akkor a hálózati gerinc nagyon gyors tud lenni, sebessége pedig nem függ a hálózatban használt protokolloktól és az egyik switch modell másikra cserélésével növelhető.

Egy ilyen séma pozitív tulajdonsága nemcsak a gerinc nagy sebessége, hanem a protokollfüggetlensége is. A switch belső gerincén különböző protokollok, például Ethernet, FDDI és Fast Ethernet adatai egyidejűleg, egymástól független formátumban továbbíthatók. Egy új csomópont új protokollal történő összekapcsolásához gyakran nem kell kapcsolót cserélni, hanem egyszerűen egy megfelelő interfész modult kell hozzáadni, amely támogatja ezt a protokollt.

Ha egy ilyen sémában csak egy csomópont csatlakozik minden kapcsolóporthoz, akkor egy ilyen séma egy mikroszegmentált hálózatnak felel meg.

Elosztott gerinc a kapcsolókon

A nagy épületek vagy campusok hálózataiban az összeomlott gerincszerkezet alkalmazása nem mindig ésszerű, sőt nem is lehetséges. Ez a struktúra kiterjesztett kábelrendszerekhez vezet, amelyek a munkacsoportos hálózatok végcsomópontjait vagy kapcsolóit egy központi kapcsolóval kötik össze, amelynek busza a hálózat gerince. A kábelek nagy sűrűsége és magas költsége korlátozza a pont-pont gerinchálózat használatát az ilyen hálózatokban. Néha, különösen az egyetemi hálózatokban, egyszerűen nem lehetséges az összes kábelt egy helyiségbe kötegelni a technológia által előírt kapcsolathossz-korlátozások miatt (például a csavart érpárú LAN-technológiák minden megvalósítása 100 m-re korlátozza a kábelek hosszát).

Ezért a nagy területeket lefedő helyi hálózatokban gyakran egy másik lehetőséget használnak a hálózat kiépítésére - elosztott gerinchálózattal.

Az elosztott gerinchálózat egy megosztott hálózati szegmens, amely egy adott protokollt támogat, és amelyhez munkacsoportok és részlegek hálózati kapcsolói csatlakoznak. A példában egy dupla FDDI gyűrűre épül egy elosztott gerinchálózat, amelyhez padlókapcsolók csatlakoznak. Az emeleti kapcsolók nagyszámú Ethernet-porttal rendelkeznek, amelyek forgalma FDDI-protokoll-forgalommá alakul, amint az emeletről emeletre halad át a gerinchálózaton.

Az elosztott gerinchálózat leegyszerűsíti az emeletek közötti kommunikációt, csökkenti a kábelezési költségeket és legyőzi a távolsági korlátokat.

A fővonali sebesség azonban ebben az esetben lényegesen kisebb lesz, mint a kapcsoló belső buszának fővonali sebessége. Ezenkívül ez a sebesség rögzített, és jelenleg nem haladja meg a 100 Mb / s-ot. Ezért az elosztott gerinchálózat csak akkor használható, ha alacsony a forgalom intenzitása az emeletek vagy épületek között.

Modellek váltása

A kapcsolók piaca ma nagyon kiterjedt, így ebben összefoglaló csak a különféle osztályok kapcsolóinak néhány népszerű modelljénél fogunk foglalkozni. A kapcsolókat jellemzően elsősorban alkalmazási területük szerint osztályozzák – asztali kapcsolók, munkacsoportkapcsolók, részlegkapcsolók és gerinc (vállalati kapcsolók). A kapcsolók minden osztályának megvannak a saját jellegzetességei.

Asztali kapcsolók

♦ Fix számú port;

♦ Minden port azonos sebességgel működik;

♦ Nagy sebességű munkaállomások peer-to-peer kapcsolatainak szervezésére használják;

♦ Kapcsolási mód - "menet közben";

♦ Leggyakrabban nem tartalmaznak SNMP felügyeleti modult, és nem támogatják a Spanning Tree algoritmust.

Példa: 3Com LinkSwitch 500.

Munkacsoport kapcsolók

♦ Legyen legalább 1 nagy sebességű portja (FDDI, Fast Ethernet, ATM);

♦ Broadcast protokollok;

♦ Általában SNMP kezeli, támogatja a Spanning Tree algoritmust;

♦ Kapcsolási mód - puffereléssel.

Példák: 3Com LinkSwitch család (kivéve az 500-as modellt), SMC TigerSwitch XE, Bay Networks Ethernet Workgroup Switch.

Osztályi és adatközponti kapcsolók

♦ Moduláris felépítés;

♦ Több protokoll támogatása;

♦ Beépített hibatűrés:

♦ redundáns tápegységek;

♦ hot-swap modulok.

♦ Egyedi szűrők;

♦ Virtuális szegmensek támogatása;

Példák: 3Com LANplex 2500, SMC ES/1, Bay Networks Lattis-Switch System 28115.

Épület/Campus gerinckapcsolók

♦ Ugyanazok a funkciók, mint az osztálykapcsolóknak;

♦ Alváz sok nyílással (10-14);

♦ Belső sávszélesség 1 - 10 Gb/s;

♦ 1-2 útválasztási protokoll (helyi interfész) támogatása virtuális hálózatok kialakításához.

Példák: 3Com LANplex 6000, Cabletron MMAC Plus, LANNET LET-36, Cisco Catalist 5000, Bay Networks System 5000.

Cisco Systems katalizátorkapcsolók

A Catalyst 5000 kapcsoló a Catalyst család csúcsmodellje. Ez egy moduláris, többrétegű kapcsolóplatform, amely magas szintű teljesítményt biztosít, lehetővé téve dedikált kapcsolatok létrehozását Ethernet hálózatokon 10 és 100 Mbps sebességgel, valamint az FDDI és ATM hálózatokkal való interakció megszervezését.

A Catalyst 5000 alváza 5 foglalattal rendelkezik. Az egyik slot egy Supervisor Engine-t telepít, amely vezérli a hozzáférést egy kapcsolható szövethez, amely másodpercenként több mint 1 millió csomagot képes váltani. A modul támogatja a helyi és távoli felügyeleti funkciókat, és két Fast Ethernet porttal rendelkezik, amelyek segítségével hálózati szervereket vagy kaszkádos Catalyst 5000 eszközöket lehet csatlakoztatni. A fennmaradó csatlakozók a következő modulok telepítésére használhatók:

♦ 24 db 10Base-T port;

♦ 12 db 10Base-FL port;

♦ 12 db 100Base-TX port;

♦ 12 db 100Base-FX port;

♦ 1 DAS CDDI/FDDI port (vázonként legfeljebb 3 modul);

♦ 1 port 155 Mb/s ATM (vázonként legfeljebb 3 modul).

Egyetlen Catalyst 5000 készülék akár 96 kapcsolt Ethernet portot és legfeljebb 50 kapcsolt Fast Ethernet portot támogat.

A virtuális hálózatépítés egy Catalyst 5000 készüléken belül és a port trönkölés alapján több készüléken keresztül is támogatott. Legfeljebb 1000 virtuális hálózatot hozhat létre Fast Ethernet, CDDI/FDDI vagy ATM interfészekkel csatlakoztatott Catalyst 5000 eszközökhöz. Bármely Fast Ethernet interfész konfigurálható InterSwitch Link (ISL) interfészként több virtuális hálózat támogatására. Az ISL interfész a Cisco szabadalmaztatott megoldása a virtuális hálózatokról szóló kapcsolók közötti információtovábbításra.

Minden virtuális hálózat támogatja az IEEE 802.Id Spanning Tree protokollt a hibatűrő kapcsolatok biztosítása érdekében. Ha az ATM interfészt használja a kapcsolók csatlakoztatására, a virtuális hálózatok a LANE specifikáció alapján támogatottak virtuális kapcsolatokon keresztül. Az FDDI interfész támogatja a 802.10 specifikációt használó virtuális hálózatokat.

A Catalyst kapcsolók megkülönböztető jellemzője az OSI modell 3. rétegében való kapcsolás megvalósítása, amely lehetővé teszi a virtuális hálózatok kombinálását az eszközön belül (ehhez további szoftver szükséges).

A kapcsolásvezérlő modul három szintű keretsort tart fenn, különböző prioritásokkal, és minden porthoz külön-külön vannak hozzárendelve prioritások. Ez lehetővé teszi a multimédiás forgalom hatékony kiszolgálását.

A nagy puffer (portonként 192 KB) biztosítja az információk tárolását és továbbítását csúcsterhelés alatt.

A Catalyst 3000 rendszer a kapcsolók egymásra épülő architektúrájának eredeti megvalósítása. Ezt az architektúrát kétféle eszköz támogatja:

♦ Catalyst 3000 kapcsoló 16 10Base-T porttal, egy AUI porttal és két bővítőhellyel. A bővítőmodulok vagy 1 100Base-TX porttal vagy 3 10Base-FL porttal vagy 4 10Base-T porttal vagy 1 ATM porttal rendelkezhetnek. A megfigyelő port minden adatportot tükröz egy külső portra.

♦ Catalyst Matrix – 8 portos kapcsolómátrix, amely akár 8 Catalyst 3000 kapcsoló egymásra helyezésére használható egyetlen kapcsolóközpont létrehozására.

A Catalyst 3000 kapcsolók dedikált 280 Mbps portokon keresztül csatlakoznak a Catalyst Matrixhoz. A Catalyst Matryx busz teljesítménye 3,84 Gb/s.

A kapcsoló az IOS rendszert futtatja, és két kapcsolási algoritmust használ: a vágás-dobás és a tárolás és továbbítás.

A Catalyst 3000 verem akár 64 virtuális hálózatot támogat, és lehetővé teszi a forgalom forrás- és célcím szerinti szűrését. A MAC-címek maximális száma eszközönként legfeljebb 10 000.

A Spanning Tree algoritmus és az SNMP-kezelés támogatott.

SMC EliteSwitch ES/1 kapcsoló

Az SMC Corporation (jelenleg a Cabletron Switch Division része) az EliteSwitch ES/l-t hatékony eszközként tervezte egy közepes méretű gerinchálózat kiépítéséhez. Az ES/1 switch egyesíti a nagy teljesítményű Ethernet/Token Ring/FDDI switch és a helyi útválasztó funkcióit, így virtuális kapcsolt munkacsoportokon alapuló IP és IPX virtuális hálózatokat hoz létre. Így egy készülékben egyesítik a belső nagysebességű buszra épülő strukturált helyi hálózat kiépítéséhez szükséges kapcsolási és internetezési funkciókat. A switch támogatja a pont-pont topológiájú globális kapcsolatokat is T1 / E1 vonalakon keresztül, így több, az erre épülő helyi hálózatot is összekapcsolhat egymással.

Az ES/1 kapcsoló pufferelt kapcsolási technológiát használ, amely lehetővé teszi a kapcsolati rétegbeli protokollok lefordítását, egyéni szűrések, statisztikák gyűjtése és helyi útválasztás végrehajtását.

ES/1 kapcsoló szervezet

Az SMC Modular Hub ES/1 egy hátulsó kommunikációs kártyával ellátott, alváz típusú eszköz, amelyen 800 Mb/s átviteli sebességű belső busz készül. A Packet Processing Engine két processzormodulból áll, amelyek nagy teljesítményű AMD 29000 RISC processzorokkal vannak felszerelve.Az egyik processzor csomagok továbbítására (vagyis kapcsolási funkciókat lát el), a másik pedig adminisztrációt - szűrést végez a hub portjain. az adminisztrátor által megadott maszkoknak megfelelően, és vezérli a hub összes logikáját. Mindkét processzor 4 MB megosztott memóriához fér hozzá.

Mint már említettük, az ES/1 kapcsoló csomagfeldolgozó modulja kétprocesszoros architektúrára épül, és mindegyik processzor felel a saját funkcióiért. Ha azonban az egyik meghibásodik, a második processzor átveszi az első összes funkcióját. Ebben az esetben a kapcsoló egésze továbbra is normálisan fog működni, teljesítménye csak kis mértékben csökkenhet.

A hub címtáblázata legfeljebb 8192 MAC-címet tud tárolni.

Az ES/1 hub működését vezérlő szoftver a Flash memória két bankjában duplikálódik. Először is ez lehetővé teszi az új szoftververziók frissítését anélkül, hogy a koncentrátort leállítaná fő csomagkapcsolási funkcióinak végrehajtásában, másodszor pedig az új szoftver Flash memóriabankból történő betöltésekor bekövetkező hiba nem vezet a koncentrátor meghibásodásához, mivel a szoftver az első A memóriabank működőképes marad, és a hub automatikusan újraindul.

A hub nyílásaiba hálózati kommunikációs modulok kerülnek beillesztésre, míg a plug-and-play automatikus önkonfigurációs technológia megvalósul. Minden modul saját RISC processzorral van felszerelve, amely a bejövő csomagokat protokollfüggetlen formává alakítja (ez azt jelenti, hogy csak az adatblokk, a cél- és forráscímek, valamint a hálózati protokoll információk kerülnek tárolásra), és továbbítja azokat a belső buszon. a csomagfeldolgozó egységhez.

A modulok hibatűrését egy-egy speciális érzékelő jelenléte biztosítja, amely figyelmeztetést küld a kezelőpultra, ha a hőmérséklet megközelíti a kritikus szintet. Ez történhet például a légszűrőkben lévő por miatt. Ha a hőmérséklet tovább emelkedik, és meghaladja a második küszöbértéket, a modul automatikusan kikapcsolódik a tápellátásból, hogy megelőzze az elemalap meghibásodását. Amikor a hőmérséklet csökken, a modul automatikusan tovább működik.

Az ES/1 koncentrátor fontos jellemzője a beépített védelmi rendszer a broadcast csomagok "viharai" ellen (broadcast storm). Az ES/1 koncentrátorszoftver lehetővé teszi az ilyen csomagok érkezési gyakoriságának korlátozását az egyes koncentrátorportokon, ha ezt túllépik, a broadcast csomagok a továbbiakban nem kerülnek továbbításra más hálózati szegmensekbe, így azok működőképesek maradnak.

Szűrés és virtuális munkacsoportok

A portmaszkolási mechanizmus segítségével az adminisztrátor virtuális munkacsoportokat hozhat létre az illetéktelen hozzáférés elleni védelem érdekében, és az információáramlás újraelosztásával javítja a LAN teljesítményét.

A szűrés engedélyezhető a bejövő és/vagy kimenő csomagokra, MAC címre vagy a teljes szegmensre stb. A maszk összesen legfeljebb 20 feltételt tartalmazhat, amelyeket az "AND" és "OR" logikai operandusok kombinálnak. Nyilvánvaló, hogy minden, a kapcsolóportra érkező csomagot külön ellenőrizni kell a szűrési feltételeknek való megfelelés szempontjából, ami további számítási erőforrásokat igényel, és teljesítményromláshoz vezethet. Az a tény, hogy az ES/1-ben a két processzor közül az egyik a szűrési feltételek ellenőrzésére szolgál, biztosítja, hogy a kapcsoló magas teljesítményt tartson fenn a rendszergazda által megadott maszkokkal.

A berendezés meghibásodása mellett a kezelőszemélyzet hibái megzavarhatják a LAN megfelelő működését. Ezért külön megjegyezzük az ES/1 kapcsoló egy további érdekes virtuális szűrési módját. Ebben a módban a szűrés fizikailag nincs engedélyezve, de statisztikákat gyűjtenek a szűrési feltételeket kielégítő csomagokról. Ez lehetővé teszi a LAN-rendszergazdának, hogy előre megjósolja tevékenységét, mielőtt a szűrőket fizikailag bekapcsolnák.

ES/1 hub kommunikációs modulok

Az ES/1 legfeljebb öt modult támogat. Az Ethernet, a Token Ring és az FDDI, valamint a nagy sebességű T1/E1 és T3/E3 vonalak moduljainak tetszőleges kombinációja közül választhat. Minden modul, beleértve a tápegységeket is, cserélhető anélkül, hogy le kellene választani a hálózatról és le kellene áramolni a központi egységet. Minden modul egy sor konfigurálható paramétert tart fenn a kezelhetőség javítása és a statisztikák gyűjtése érdekében.

♦ QEIOM (négyes Ethernet I/O modul)

Legfeljebb négy független Ethernet szegmens csatlakoztatható ehhez a modulhoz. Mindegyik szegmens képes információt küldeni és fogadni tipikus 14880 csomag/másodperc Ethernet-átviteli sebességgel. Az ES/1 összeköttetést biztosít e négy szegmens között hídként és útválasztóként, valamint a hálózat többi részével. Ezek a modulok különböző típusú csatlakozókkal rendelkeznek: AUI, BNC, RJ-45 (csavart érpár) és ST (száloptikai kábel).

♦ QTIOM (Token Ring I/O modul)

Legfeljebb négy 4 vagy 16 Mbps-os Token Ring hálózat csatlakozik a QTIOM modulon keresztül. A modul támogatja az összes főbb Token Ring hálózati protokollt - IBM Source Routing, Transparent Bridging és Source Routing Transparent - és biztosítja a Token Ring hálózatok "átlátszó" interakcióját más típusú hálózatokkal, mint például az Ethernet vagy az FDDI. A modul árnyékolt és árnyékolatlan csavart érpáros változatban is elérhető.

♦ IFIOM (intelligens kettős csatolású FDDI I/O modul)

Az IFIOM modul az FDDI hálózat száloptikai szegmensét az ES/1-hez köti, és átlátható kommunikációt biztosít különböző típusok hálózatok. Támogatja a Dual Attached Station FDDI állomás összes funkcióját. Ez a modul egy külső optikai bypass kapcsolót is támogat, amely megnövelt hálózati rugalmasságot biztosít ES/1 feladatátvétel esetén. Különféle változatokban szállítjuk: egymódusú és többmódusú szálakhoz, valamint ezek kombinációiban.

♦ CEIOM24 (24 portos koncentrátor Ethernet I/O modul)

Ez a modul egy 24 portos csavart érpárú Ethernet hubot tartalmaz. Növeli a hálózati teljesítményt olcsóbban, mint egy hasonló külső eszközé. Portjai egyetlen független Ethernet szegmensbe vannak csoportosítva, és az ES/1 kapcsolón/routeren keresztül kommunikálnak más modulokkal.

♦ SHOM (nagy sebességű soros interfész I/O modul)

A NUM lehetővé teszi a hálózatok távoli LAN-okhoz való csatlakoztatását nagy sebességű kommunikációs vonalakon keresztül a HSSI protokoll használatával, akár 52 Mb / s sebességgel. A PPP protokoll támogatott.

SNMP kezelhetőség

Az ES/1 Modular Hub bármelyikről vezérelhető szabványos rendszer HaSNMP-npo-tocol alapú kezelés, beleértve: HP OpenView, IBM NetView/6000, Sun NetManager, stb. A hub előlapjának grafikus ábrázolásához az EliteView család SMC speciális szoftvermoduljait adjuk hozzá a listához. menedzsment konzolok. Ezen kívül létezik a megfigyelő és vezérlő szoftver Windows-verziója: EliteView for Windows.

Tipikus ES/1 koncentrátor használati minták

♦ Degenerált gerinchálózat létrehozása (összecsukott gerinc)

A switch belsejében lévő degenerált gerinchálózatot nagy vállalati hálózatokban használják. A helyi hálózat több nagy szegmense csatlakozik a hub portjaihoz, amelyek busza ebben az esetben a fő gerinchálózatként működik több száz Mb / s átviteli sebességgel. Ez a megközelítés lehetővé teszi a hálózati sávszélesség többszörös növelését a hagyományos hidak használatához képest az egyes hálózati szegmenseken. Ezzel párhuzamosan a vállalati hálózat összes elemének központosított kezelésének lehetőségei jelentősen bővülnek.

♦ Dedikált Ethernet csatorna

Az eszközöknek a kapcsolt hubok portjaihoz való csatlakoztatásának ezt a sémáját leggyakrabban nagy sebességű (10 Mb / s garantált átviteli sebességű) gerinchálózat létrehozására használják a hub és a helyi hálózati szerver (általában fájlszerver vagy adatbázisszerver) között. . A moduláris hubok lehetővé teszik, hogy szükség esetén megszervezzük a szerver csatlakoztatását nagy sebességű FDDI vagy Fast Ethernet csatornán keresztül.

♦ Adás váltás

Az ES/1-ben a kapcsolás a szinkronprotokollfüggetlen technológián alapul, amely támogatja a helyi hálózatok alapvető technológiáit, lehetővé téve a különböző formátumú keretek közötti fordítást. Ezért az ES/1 switch különféle típusú hálózatok összekapcsolására használható - Ethernet, Token Ring, FDDI, és a fordítás a kapcsolási sebességgel történik, és nem okoz forgalmi torlódást a hálózatok közötti átvitel során.

♦ Virtuális csoportok kialakítása

A kapcsoló alapértelmezés szerint híd módban működik, tanulmányozza a portjain áthaladó forgalmat, és szegmenscímek táblázatát készíti. Az EliteView szoftver segítségével az adminisztrátor kényelmes grafikus formában meghatározhatja a virtuális munkacsoportok összetételét, amelyek vagy helyi szegmenseket tartalmaznak, ha az ES / 1 porthoz koaxiális kábelen hub vagy Ethernet szegmens csatlakozik, vagy egyedi munkaállomások, ha a porthoz külön-külön dedikált csatornához csatlakoznak. A virtuális munkacsoportok különböző portokat tartalmazhatnak egy vagy több ES/1 kapcsolón.

♦ Virtuális hálózatok

Az adatok védelmére és a forgalom lokalizálására szolgáló virtuális izolált munkacsoportok kialakítása mellett a kapcsoló nagyon hasznos funkciója, hogy ezeket a csoportokat egy internetté egyesítheti a virtuális szegmensek közötti csomagok belső útválasztásával, amelyek virtuális hálózatok (IP vagy IPX). ). Ebben az esetben a csomagok átvitele az azonos hálózathoz tartozó portok között a csomagváltás alapján gyors, míg a másik hálózatba szánt csomagok továbbításra kerülnek. Így biztosítva van a virtuális munkacsoportok közötti interakció, és ezzel egyidejűleg a routerek által biztosított hálózatok egymás elleni védelmének minden funkciója megvalósul.

3Com LAN kapcsolók

A 3Com erős pozícióval rendelkezik a kapcsolók piacán a kapcsolók széles választékával minden alkalmazáshoz.

Az asztali és munkacsoportos kapcsoló szektort a Link Switch család képviseli. A részleghálózatok kapcsolóit és a gerinchálózati kapcsolókat a LANplex család képviseli. Az ATM hálózatokhoz a cég a CELLplex család kapcsolóit gyártja.

A kapcsolási technológia nem hatékony a speciális LSI-k – ASIC-k – nélkül, amelyeket speciális műveletek gyors végrehajtására optimalizáltak. A 3Com több ASIC köré építi fel kapcsolóit, amelyek meghatározott protokollok váltására szolgálnak.

♦ Az ASIC ISE (Intelligent Switching Engine) Ethernet és FDDI kapcsolási műveletek végrehajtására, valamint útválasztási és felügyeleti funkciók támogatására szolgál. LANplex 2500, LANplex 6000 és LinkSwitch 2200 kapcsolókban használható.

♦ Az ASIC TRSE (Token Ri lg Switching Engine) a Token Ring hálózatok átkapcsolását végzi. LinkSwitch 2000 TR és LANplex 6000 kapcsolókban használatos.

♦ Az ASIC BRASICA Ethernet/Fast Ethernet váltást végez. Támogatja a virtuális hálózati technológiát és az RMON specifikációt. LinkSwitch 1000 és LinkSwitch 3000 kapcsolókban használatos.

♦ A ZipChip ASIC támogatja az ATM-váltást, valamint a CELLplex 7000 és a LinkSwitch 2700 kapcsolókban használt Ethernet-keret-ATM-cella konverziót.

A LANplex 6012 switch egy csúcskategóriás LAN switch, amelyet a vállalati hálózati gerinchálózati szinten való működésre terveztek.

A switch felépítése még mindig elárulja a korai verziók FDDI/Ethernet kapcsolási irányultságát. A nagy sebességű, protokollfüggetlen HSI-busz felé néző modulok megjelenése előtt a kapcsoló FDDI buszokat használt a modulok közötti kommunikációhoz.

A LANplex 6012 switch főbb jellemzői:

♦ A felügyeleti eszköz (külön modul) támogatja az SNMP, RMON és FDDI SMT-t;

♦ A virtuális hálózatok a következők alapján jönnek létre:

♦ portok csoportosítása;

♦ MAC-címek csoportosítása.

♦ Támogatja az IP- és IPX-útválasztást (RIP):

♦ portonként több alhálózat;

♦ alhálózatonként több port.

♦ IP fragmentáció;

♦ ASIC+RISC processzorok;

♦ A Roving Analysis Port funkció lehetővé teszi bármely switch port forgalmának nyomon követését;

♦ Spanning Tree algoritmus támogatása;

♦ Viharszűrés.

Példák LAN ATM kapcsolókra 3Com CELLplex kapcsolók

A CELLplex 7000 switch egy moduláris ház alapú switch, amely akár 16 ATM portot (4 modul 4 porttal) kapcsol. Úgy tervezték, hogy nagy sebességű ATM-hálózati gerincet képezzen más ATM-kapcsolókhoz való csatlakozással vagy nagy sebességű ATM-csomópontok csatlakoztatásával.

pont-pont gerinchálózatra, amely ATM-porttal rendelkező adatközponton alapul.

A kapcsolóközpont 16x16-os kommunikációt biztosít nem blokkoló on-the-fly kapcsolási technológiával, 2,56 Gb/s teljes sávszélességgel, és portonként akár 4096 virtuális áramkört is támogat.

A kapcsoló passzív belső busza akár 20,48 Gb/s adatátviteli sebességet biztosít, lehetővé téve a jövőbeni átállást a több vagy gyorsabb porttal rendelkező interfészmodulokra.

A teljesen redundáns ház kettős tápegységgel, kettős kapcsolóközponttal és moduláris felépítéssel a CELLplex 7000 kapcsolót hibatűrő eszközzé teszi, amely alkalmas hálózati gerinchálózat kiépítésére és a legkritikusabb alkalmazások követelményeinek kielégítésére.

Kétféle interfész modul létezik:

♦ modul 4 portos OC-3s 155 Mbps többmódusú optikai kábelhez, helyi kapcsolatokat;

♦ modul 4 porttal DS-3 45 Mbps - globális kommunikációhoz.

A kapcsoló támogatja az ATM technológia főbb specifikációit: kapcsolt virtuális áramkörök (SVC) kialakítását az UNI 3.0 és 3.1 specifikációi szerint, állandó virtuális áramkörök (PVC) támogatását a felügyeleti rendszer segítségével, Interim Interswitch Signaling Protocol (IISP), LAN emuláció, torlódások kezelése.

A kapcsolókezelést a következő szabványokhoz valósítják meg: SNMP, ILMI, MIB 2, ATM MIB, SONET MIB. Transcend vezérlőrendszert használnak.

A CELLplex 7200 switch egyesíti az ATM switch és az Ethernet switch funkcióit, miközben kiküszöböli a szűk keresztmetszeteket a hálózati gerincen és a részleghálózatokban.

A CELLplex 7200 teljes sebességű Ethernet kapcsolatokat biztosít a megosztott LAN szegmensekhez, szerverekhez és egyéni munkaállomásokhoz, amelyek nagyobb teljesítményt igényelnek.

Ezenkívül a switch ATM-portokkal is konfigurálható, így csatlakozhat munkacsoport-kapcsolókhoz, ATM-szerverekhez és munkaállomásokhoz, valamint csatlakozhat a hálózat ATM-gerincéhez.

Az ATM kapcsolóközpont (8x8) egy ZipChip chipen található Ethernet/ATM kapcsolóprocesszorral kombinálva. A ZipChip az Ethernet adatcsomagokat szabványos ATM-cellákká alakítja, majd akár 780 000 cella/másodperc sebességgel váltja át őket.

A CELLplex 7000 modelltől eltérően a CELLplex 7200 nem két, hanem négy típusú interfész modullal rendelkezik:

♦ modul két ATM porttal OS-3s;

♦ modul két DS-3 porttal;

♦ modul 12 Ethernet porttal és egy OS-3s ATM porttal;

♦ modul 12 Ethernet porttal és egy ATM DS-3 porttal.

A CELLplex 7200 és a CELLplex 7000 kapcsolók további jellemzői szinte megegyeznek.

Bay Networks LattisCell és EtherCell ATM technológiai kapcsolók

A Bay Networks által az ATM technológiához kifejlesztett termékcsalád LattisCell kapcsolókból (csak ATM kapcsolás), EtherCell kapcsolóból (Ethernet-ATM kapcsolás), ATM Connection szoftverből áll. irányítási rendszerés ATM hálózatkezelő szoftver.

Az ATM-kapcsolók számos modellje elérhető, amelyek mindegyike a fizikai rétegek, a média és az energiaredundancia-képességek meghatározott kombinációját biztosítja.

Az EtherCell Switch célja, hogy kiküszöbölje a szűk keresztmetszeteket a LAN-munkacsoportokban a hagyományos Ethernet megosztott médiát használva. Ezzel a kapcsolóval tehermentesítheti a kommunikációs vonalakat a szerverekkel és útválasztókkal. Az 10328 EtherCell modell 12 10Base-T porttal és közvetlen hozzáféréssel rendelkezik az ATM-hálózathoz. Az Ethernet portok kapcsolásukon keresztül 10 Mb/s dedikált sávszélességet tudnak biztosítani.

Az ATM Connection Management System (CMS) szoftver a SunSPARCStationen található, és ellátja a kapcsolók kapcsolatainak koordinálását és kezelését. A CMS automatikusan megtanulja a hálózati topológiát, és virtuális ATM-kapcsolatokat hoz létre az egymással együttműködő állomások között.

Az ATM Network Management Application szoftver, amely a CMS-sel együtt működik, egy központi felügyeleti állomáson kezeli az ATM hálózatot.

A LattisCell 10114A ATM switch modellt egyetemi hálózatokban való használatra tervezték (a kapcsolók közötti távolság legfeljebb 2 km), és egy önálló tok formájában készült eszköz, fix számú porttal, amelyek száma 16. Mindegyik port 155 Mb/s átviteli sebességet biztosít többmódusú optikai kábelen keresztül. Funkciók fizikai réteg a SONET / SDH 155 Mb / s, valamint az UNI 3.0 szerint van megvalósítva

A FastMatrix architektúra 5 Gb/s teljes belső adatsebességet biztosít, amely lehetővé teszi az összes port blokkolás nélküli váltását. A Broadcast és a multicast funkciók támogatottak.

Csatlakozási kérelmet különböző szolgáltatásminőségi (QoS) szintekhez lehet benyújtani:

♦ QoS 1 - CBR szolgáltatáshoz használatos (állandó bitsebesség);

♦ QoS 2 - VBR RT (Variable Bit Rate Real Time Applications) szolgáltatáshoz használatos;

♦ QoS 3/4 - a helyi hálózatok adatátvitelére szolgáló VBR szolgáltatáshoz, kapcsolatorientált és kapcsolat nélküli eljárásokban;

♦ QoS 0 – UBR szolgáltatáshoz használatos.

Az eszközt a CMS szoftverrendszer is felügyeli, amelyhez SunSPARCStation 2 vagy újabb, Sun OS 4.1.3 vagy újabb a nem dedikált Ethernet kapcsolathoz, vagy Solaris 2.4 a közvetlen ATM kapcsolathoz.

A LattisCell kapcsolók egyéb modelljei (10114R, 10114A-SM, 10114R-SM, 10114R-SM, 10114-DS3, 10114-ЕЗ, 10115A, 10115R) különböznek a tartalék tápegység meglétében (és a tartalék tápegység típusában, valamint a portokban). a portok teljes száma bármely modellben 16 ). A többmódusú portokon kívül a kapcsolók rendelkezhetnek egymódusú optikai portokkal (max. 25 km távolságra lévő hálózatokhoz), valamint DS-3 (45 Mb / s) koaxiális kábel portokkal. és E3 (34 Mb / s) interfészek a globális hálózatokhoz való csatlakozáshoz TK/EZ vonalakon keresztül.

Az EtherCell switch modellek (10328-F és 10328-SM) Ethernet-Ethernet és Ethernet-ATM kapcsolást biztosítanak. Ezek a modellek 12 10Base-T RJ-45 porttal és egy 10 Mbps közvetlen ATM porttal rendelkeznek. A 10Base-T portok teljes 10 Mb/s-os bérelt vonal biztosítására használhatók nagy sebességű szerverek számára, vagy feloszthatók munkacsoportos állomásszegmensek között.

Az EtherCell 10328-F támogatja a többmódusú optikai kábelt, hogy elérje az ATM-hálózatot 2 km-ig.

Az EtherCell 10328-SM támogatja az egymódusú optikai kábelt, hogy elérje az ATM-hálózatot 20 km-ig.

A kapcsolók támogatják a LAN emulációs szabványt, amely a helyi hálózatok és az ATM hálózatok interakcióját határozza meg a kapcsolati réteg protokollok szintjén. Ezenkívül az UNI, M1B-P, EtherCell-MIB specifikációk és a Bay Networks szabványos MIB formátuma támogatott.

Az ATM porton keresztül az EtherCell switchek csatlakozhatnak a LattisCell switch SONET/SDH portjához.

Az EtherCell switchek tartalmaznak egy HSA-t (Host Signaling Agent), amely proxyként működik az Ethernet gazdagépek számára.

Az EtherCell switchek támogatják a LattisCell switchek által alkotott hálózat ATM gerince mentén elosztott virtuális csoportok kialakítását.

Cisco LightStream 1010 kapcsoló

A LightStream 1010 switch egy ATM-kapcsoló a tanszéki vagy egyetemi gerinchálózatokhoz.

A kapcsoló teljes teljesítménye 5 Gb / s, és 5 slotos házon alapul.

A középső foglalatban található az ATM Switch Processor (ASP), amely 5 Gb/s-os megosztott memóriával, teljesen nem blokkoló kapcsolószövettel és nagy teljesítményű MIPS R4600 100 MHz-es RISC processzorral rendelkezik. Az ASP modul az átjáró operációs rendszer vezérlése alatt fut. iOS rendszerek, valamint régebbi Cisco modellek routerei és switchei. Az ASP modul szoftvere "menet közben", vagyis a kapcsoló leállítása nélkül cserélhető, ami az ATM Forum gyakran változó specifikációi miatt fontos.

A fennmaradó 4 bővítőhely CAM interfész modulok telepítésére szolgál, amelyek mindegyike legfeljebb 2 RAM port adapter modult telepíthet. Így a kapcsoló legfeljebb 8 RAM modult tartalmazhat a maximális konfigurációban a következő készletből:

♦ 1 ATM 622 Mb/s (OS12) (egymód);

♦ 1 ATM 622 Mbps (OS 12) (multimode);

♦ 4 x ATM 155 Mbps (OSZ) (egymódusú);

♦ 4 db ATM 155 Mbps (OSZ) port (multimode);

♦ 4 db 155 Mb/s ATM port (OSZ) (árnyékolatlan csavart érpáron keresztül, UTP Cat 5);

♦ 2 x DS3/T3 45 Mbps;

♦ 2 db E3 port 34 Mb/s.

A LightStream 1010 switch az iparág egyik első olyan kapcsolója, amely támogatja a PNNI Phase 1 útválasztási specifikációt, amely a kapcsolt kapcsolatok (SVC-k) heterogén ATM-hálózatokon keresztül történő irányításához szükséges a kívánt szolgáltatási minőség alapján.

Az ATM Forum által meghatározott összes forgalomtípus támogatott, beleértve az ABR-t is.

A felhasználók közötti kapcsolatok az UNI 3.0 protokollt használják (hamarosan várható a UNI 3.1 támogatása is).

A LightStream 1010 kapcsoló központi kapcsolóként működhet az egyetemi hálózatban.

Kapcsoló tesztek

Mivel a kapcsolók folyamatosan bővítik tevékenységi körét, a különböző tesztlaboratóriumok irántuk tanúsított érdeklődés nem csökken. Főleg tesztelve különféle jellemzők teljesítmény a tipikus hálózati konfigurációkhoz.

A folyamatban lévő tesztek két szempontból is érdekesek. Először is, maguk a teszteredmények érdekesek, bár semmi esetre sem abszolutizálhatók. Ha az egyik kommutátor egy adott indikátorban bizonyos körülmények között 10%-kal vagy 20%-kal felülmúlta a másikat, akkor ez egyáltalán nem jelenti azt, hogy más körülmények között a második kommutátor ne mutatná magát jobban 15%-kal. Ugyanakkor egy jelentős lemaradás minden kapcsoló modelljeihez képest figyelmezteti a potenciális vásárlókat.

Másodszor, a létrehozott tesztkörülmények érdekesek, mivel általában a kapcsolók működési tapasztalatai alapján kerülnek kiválasztásra, és megfelelnek a legnehezebb működési módoknak.

Az alábbiakban a Data Communication tesztlaboratórium és az European Network Labs által közösen végzett kapcsolók körülményeit és teszteredményeit ismertetjük. Az első teszteredmények kézhezvétele után a gyártó cégek képviselőivel egyeztettek, melynek eredményeként néhány modell szoftverében olyan változtatásokat hajtottak végre, amelyek javították a teljesítményüket a tesztek sajátos körülményei között.

A switcheket elosztott gerinchálózati konfigurációban tesztelték, ahol nagyszámú 10 Mbps Ethernet port kommunikál Fast Ethernet vagy FDDI gerinchálózaton keresztül.

A hálózati terhelést két Smartbits Advanced SMB100 forgalomgenerátor hozta létre, amelyek a kapcsoló két tesztelt mintáján 20 Ethernet portra küldték a forgalmat. Az egyes bemeneti portokra küldött forgalmat ezen a porton keresztül irányították át a másik 39 kapcsolóportra, egyenlő valószínűséggel minden tesztben, kivéve a beillesztési késleltetési tesztet, ahol a forgalmat egyszerűen egy irányba továbbították a gerinchálózaton keresztül. Egyenként legalább 64 bájt méretű kereteket használtak.

A forgalomgenerátorok megszámolták a célportot elérő keretek számát, és ezen adatok alapján kvantitatív becsléseket végeztek a kapcsolók általi forgalomátvitel minőségére vonatkozóan.

Az első teszt azt tesztelte, hogy a kapcsoló képes-e rövid forgalmi sorozatokat veszteség nélkül továbbítani.

Kísérleti feltételek: portonként 24 képkockás sorozat, 1 másodperces szünet, portonként 62 képkocka sorozat, 1 másodperces szünet stb., miközben a sorozatfelvétel méretét 744 képkockára növeljük. Mindegyik csomag 100%-os terhelést generált mind a 40 tesztelt Ethernet porton.

Vizsgálati eredmények

Az első tesztek során a LANplex switch a keretek meglehetősen nagy százalékát veszítette el, ezt követően a 3Com szakemberei kiigazították a szoftverét, és növelték a kapcsolóportok agresszivitását. Ennek eredményeként a kapcsoló nem veszített képkockákat.

A második teszt a maximális kapcsolási teljesítményt portonként tesztelte 100%-os szakaszos portterhelés mellett.

Kísérleti feltételek: 24 képkockából álló sorozatot generáltunk minden porthoz, és megmértük a célportra történő kerettovábbítás maximális sebességét.

Vizsgálati eredmények

A Catalist 5000 switch mutatta a legjobb eredményeket, csaknem 5000 képkocka/másodperc átvitelt az elméletileg lehetséges maximális, 7440 képkocka/s átviteli sebesség mellett (csak a később beérkezett képkockákat vettük figyelembe). A valós áteresztőképesség jelentős csökkenése a lehetséges maximálishoz képest azt a nehézséget tükrözi, amelyet a kapcsoló fél-duplex működés közben tapasztal, a keretek egyidejű adása és vétele során. A LANplex switch némileg lemaradt a vezetőtől, amit a tesztelők a keretesések megelőzésére beállított túl magas szintű agresszivitásnak tulajdonítottak. Ez a szint túlságosan "lelassítja" a végcsomópontot, megakadályozva, hogy nagyobb arányban bocsásson ki kereteket a hálózatba.

A harmadik teszt azt a késleltetést értékelte, amelyet a kapcsoló okoz, amikor egy keretet a gerincen keresztül továbbított

Kísérleti feltételek: A keretek állandó egyirányú áramlása a gerincen keresztül. Mértük a keret első bitjének az első kapcsoló bemeneti Ethernet portjához való megérkezése és ugyanazon keret első bitjének a második kapcsoló kimeneti Ethernet portjához való megjelenése közötti időt.

Vizsgálati eredmények

Az FDDI-gyűrűt gerincként használó kapcsolók nagyobb késleltetést eredményeztek, mint a Fast Ethernet gerinchálózaton keresztül csatlakoztatott kapcsolók. Ez nem meglepő, mivel az utóbbi esetben nem fordítottak le kereteket.

Bár minden kapcsolóban sok a közös, célszerű két osztályra osztani őket, amelyek célja a különböző problémák megoldása.

Munkacsoport kapcsolók

A munkacsoportos kapcsolók dedikált sávszélességet biztosítanak a kapcsolóportokhoz csatlakoztatott csomópontpárok csatlakoztatásakor. Ha a portok azonos sebességűek, akkor a csomag címzettjének szabadnak kell lennie, hogy elkerülje a blokkolást.

Portonként legalább annyi cím támogatásával, amennyi egy szegmensben jelen lehet, a kapcsoló portonként 10 Mbps dedikált sávszélességet biztosít. Minden kapcsolóport az adott porthoz csatlakoztatott Ethernet-eszköz egyedi címéhez van társítva.

A munkacsoport-kapcsolók és a 10Base-T csomópontok közötti fizikai pont-pont kapcsolat jellemzően árnyékolatlan, csavart érpárú kábellel történik, a hálózati csomópontokon pedig 10Base-T-kompatibilis berendezéseket telepítenek.

A munkacsoportos kapcsolók 10 vagy 100 Mbps sebességgel működhetnek a különböző portokon. Ez a funkció csökkenti a blokkolási szintet, amikor több 10 Mbps-os klienskapcsolatot próbál létrehozni ugyanazon a nagy sebességű porton. A kliens-szerver munkacsoportokban több 10 Mbps-os kliens is hozzáférhet egy 100 Mbps-os porthoz csatlakoztatott szerverhez. A 8. ábrán látható példában három 10 Mb/s-os csomópont éri el egyszerre a szervert egy 100 Mb/s-os porton. A szerverelérésre rendelkezésre álló 100 Mbps sávszélességből 30 Mbps, 70 Mbps pedig további hét további 10 Mbps sebességű eszköz egyidejű csatlakoztatására a szerverhez virtuális áramkörökön keresztül.

A többsebességű támogatás az Ethernet switchek csoportosításához is hasznos, ha helyi gerinchálózatként 100 Mbps Fast Ethernet (100Base-T) hubokat használnak. A 9. ábrán látható konfigurációban a 10 Mbps és 100 Mbps kapcsolók egy 100 Mbps-os hubhoz csatlakoznak. A helyi forgalom a munkacsoporton belül marad, a forgalom fennmaradó része pedig egy 100 Mbps sebességű Ethernet hubon keresztül kerül a hálózatba.

A 10 vagy 100 Mb/s-os átjátszóhoz való csatlakozáshoz a kapcsolónak olyan porttal kell rendelkeznie, amely képes nagyszámú Ethernet-cím kezelésére.

A munkacsoportos kapcsolók fő előnye a nagy hálózati teljesítmény munkacsoport szinten, mivel minden felhasználó számára dedikált csatorna sávszélességet (10 Mbps) biztosít. Ezenkívül a kapcsolók csökkentik (akár nullára) az ütközések számát – az alább ismertetett gerinckapcsolókkal ellentétben a munkacsoportos kapcsolók nem továbbítják az ütközési töredékeket a címzetteknek. A munkacsoportos kapcsolók lehetővé teszik a hálózati infrastruktúra teljes mentését kliens oldalról, beleértve a programokat, hálózati adaptereket, kábeleket. A munkacsoportos kapcsolók portonkénti költsége ma hasonló a felügyelt hub portokéhoz.

Gerinc kapcsolók

A gerinckapcsolók közepes sebességű kapcsolatot biztosítanak két tétlen Ethernet-szegmens között. Ha a küldő és a fogadó portsebessége megegyezik, a célszegmensnek szabadnak kell lennie a blokkolások elkerülése érdekében.

Munkacsoport szinten minden csomópont 10 Mbps sávszélességen osztozik ugyanazon szegmens többi csomópontjával. Az ezen a csoporton kívülre szánt csomagokat a gerinchálózati kapcsoló továbbítja a 10. ábrán látható módon. A gerinchálózati kapcsoló biztosítja a csomagok egyidejű átvitelét médiasebességgel bármely portja között. A munkacsoportos kapcsolókhoz hasonlóan a gerinchálózati kapcsolók is különböző sebességeket támogathatnak portjaikhoz. A gerinckapcsolók 10Base-T szegmensekkel és koaxiális kábelen alapuló szegmensekkel működhetnek. A legtöbb esetben a gerinchálózati kapcsolók könnyebben és hatékonyabban javítják a hálózati teljesítményt, mint az útválasztók és a hidak.

A gerinckapcsolókkal végzett munka fő hátránya, hogy munkacsoport szinten a felhasználók megosztott környezettel dolgoznak, ha átjátszók vagy koaxiális kábel alapján szervezett szegmensekhez csatlakoznak. Ráadásul a válaszidő munkacsoport szinten meglehetősen hosszú lehet. Ellentétben a kapcsolóportokhoz kapcsolódó gazdagépekkel, a 10Base-T vagy koax szegmenseken lévő gazdagépek számára nem garantált a 10 Mbps sávszélesség, és gyakran meg kell várniuk, amíg a többi gazdagép befejezi a csomagok továbbítását. A munkacsoportok szintjén az ütközések továbbra is megmaradnak, és a hibás csomagok töredékei továbbküldésre kerülnek a gerinchálózathoz kapcsolódó összes hálózathoz. Ezek a hiányosságok elkerülhetők, ha a 10Base-T hubok helyett munkacsoport szinten kapcsolókat használnak. A legtöbb erőforrás-igényes alkalmazásban a 100 Mbps-os switch nagy sebességű gerincként működhet a 10 és 100 Mbps-os portokkal rendelkező munkacsoport-kapcsolók, 100 Mbps-os hubok és kiszolgálók számára. Ethernet adapterek 100 Mbps.

Funkciók összehasonlítása

Az Ethernet kapcsolók főbb tulajdonságait a táblázat mutatja:

Az Ethernet kapcsolók előnyei

Az Ethernet kapcsolók használatának fő előnyeit az alábbiakban soroljuk fel:
Növelje a termelékenységet az Ethernet szegmensek (gerinc kapcsolók) vagy hálózati csomópontok (munkacsoport kapcsolók) közötti nagy sebességű kapcsolatokkal. A megosztott Ethernet-környezetekkel ellentétben a switchek lehetővé teszik az integrált teljesítmény növekedését a felhasználók vagy szegmensek hálózathoz való hozzáadásával.
Csökkentett ütközések száma, különösen akkor, ha minden felhasználó más kapcsolóporthoz csatlakozik.
A meglévő 10 Mb/s Ethernet infrastruktúra (kábelek, adapterek, szoftverek) megtartásával minimalizálhatja a megosztott környezetről kapcsolt környezetre való átállás költségeit.
Növelje a biztonságot, ha a csomagokat csak arra a portra továbbítja, amelyhez a cél csatlakozik.
Alacsony és kiszámítható késleltetés, mivel a sávon kevés felhasználó osztozik (ideális esetben egy).

A hálózati eszközök összehasonlítása

Ismétlők

Az Ethernet-átjátszók a 10Base-T hálózatokkal összefüggésben, amelyeket gyakran huboknak vagy huboknak neveznek, az IEEE 802.3 szabványnak megfelelően működnek. Az átjátszó egyszerűen továbbítja a fogadott csomagokat az összes portjára, függetlenül a célállomástól.

Bár az Ethernet-átjátszóhoz csatlakoztatott összes eszköz (beleértve a többi átjátszót is) "látja" az összes hálózati forgalmat, csak annak a csomópontnak kell fogadnia a csomagot, amelyiknek meg van címezve. Az összes többi csomópontnak figyelmen kívül kell hagynia ezt a csomagot. egyes hálózati eszközök (például a protokollelemzők) azon az alapon működnek, hogy a hálózati közeg (például az Ethernet) nyilvános, és az összes hálózati forgalmat elemzik. Egyes környezetekben azonban biztonsági okokból elfogadhatatlan az egyes csomópontok azon képessége, hogy lássák az összes csomagot.

Teljesítmény szempontjából az átjátszók egyszerűen továbbítják a csomagokat a kapcsolat teljes sávszélességén. Az átjátszó által bevezetett késleltetés nagyon kicsi (az IEEE 802.3 szerint - kevesebb, mint 3 mikroszekundum). Az átjátszókat tartalmazó hálózatok 10 Mbps sávszélességgel rendelkeznek, mint egy koaxiális kábelszegmens, és transzparensek a legtöbb hálózati protokoll számára, mint például a TCP/IP és az IPX.

Hidak

A hidak az IEEE 802.1d szabványnak megfelelően működnek. Az Ethernet kapcsolókhoz hasonlóan a hidak is protokollfüggetlenek, és arra a portra továbbítják a csomagokat, amelyhez a cél csatlakozik. A legtöbb Ethernet kapcsolóval ellentétben azonban a hidak nem továbbítják a csomagtöredékeket ütközések vagy hibacsomagok esetén, mivel az összes csomag pufferelve van, mielőtt a célportra továbbításra kerülnének. A csomagpufferelés (tárolás és továbbítás) késleltetést vezet be a menet közbeni váltáshoz képest. A hidak a közeg áteresztőképességével megegyező teljesítményt tudnak nyújtani, de a belső blokkolások valamelyest lelassítják őket.

Routerek

Az útválasztók működése a hálózati protokolloktól függ, és a csomagban lévő protokollra vonatkozó információk határozzák meg. A hidakhoz hasonlóan az útválasztók sem továbbítják a csomagok töredékeit a célállomásra ütközések esetén. Az útválasztók a teljes csomagot eltárolják a memóriájukban, mielőtt továbbítanák a célba, ezért a router használatakor a csomagok késleltetéssel kerülnek továbbításra. Az útválasztók a kapcsolat sávszélességével megegyező sávszélességet tudnak biztosítani, de jellemző rájuk a belső blokkolás. Az átjátszókkal, hidakkal és kapcsolókkal ellentétben az útválasztók módosítják az összes továbbított csomagot.

Összegzés

A hálózati eszközök közötti fő különbségeket a 2. táblázat mutatja be.